Im Rahmen meines Bildungsurlaubes 2026 konnte ich diverse neue molekulargenetische Methoden kennenlernen und praktizieren. Um diese Methoden interessierten Kolleg:innen zugänglich zu machen, werden hier entsprechende Protokolle (Anleitungen) präsentiert. Der Fokus liegt dabei auf einer möglichst flexiblen Anwendung, sowie einer möglichen Kombination der Protokolle zu grösseren Projekten. Die Methoden sind an die Geräte angepasst, die wir am Gymnasium Thun zur Verfügung haben.
Aus Insekten
Allgemeine "Verhaltensregeln"
Produktion von DNA-Leitern
Produktion von pGLO-Plasmid für GFP-Praktikum
Zur Auftrennung von DNA-Molekülen verschiedener Grösse. Die MiniOne-Geräte sind Elektrophorese-Apparatur und Bluelight-Illuminator in einem. Zusätzlich existieren Untensilien zum Giessen von Gelen. Spannung und Gel-Grösse sind nicht variabel. Es können 6 oder 9 Proben pro Gel geladen werden.
Zur Isolation wird das QIAmp DNA Mini Kit von Quiagen verwendet.
Die Original-Anleitung (in Englisch) ist im QIAamp DNA Mini and Blood Mini Handbook zu finden; dort gibt es auch Anleitungen für die DNA-Extraktion aus anderen Proben.
Zur Isolation wird das QIAmp DNA Mini Kit von Quiagen verwendet.
Die Original-Anleitung (in Englisch) ist im QIAamp DNA Mini and Blood Mini Handbook zu finden; dort gibt es auch Anleitungen für die DNA-Extraktion aus anderen Proben.
Dieses Protokoll wurde uns freundlicherweise von Mario Bumann, GymNeufeld zur Verfügung gestellt und basiert auf dieser Publikation (pdf-Download möglich).
Die Methode kann angewendet werden um im Anschluss z.B. das Gen für die Alkohol-Dehydrogenase mittels PCR zu amplifizieren.
Zur Isolation der DNA aus einzelnen Banden in einem Agarose-Gel, welche ausgeschnitten werden. Die DNA kann danach für weitere PCR oder auch die Sequenzierung verwendet werden. Es wird das Kit QIAquick Gel Extraction Kit (Quiagen) verwednet.
Videoanleitung von Quiagen.
Falls nur einzelne Proben einem PCR unterzogen werden, ist es oft nicht sinnvoll einen Mastermix anzufertigen. Dasselbe gilt, wenn die PCR optimiert werden muss. In diesen Fällen können die Komponenten, die sonst im Mastermix vereinigt sind, einzeln zugegeben werden. Diese Methode ist insofern didaktisch wertvoll, als den SuS bewusst wird, was alles in einen Mastermix gehört (bzw. für eine PCR nötig ist) und das exakte Pipettieren im Mikroliter-Bereich kann geübt werden.
Bei "Routine-PCR" von vielen Proben ist es von Vorteil einen Mastermix zu verwenden; dies verhindert insbesondere mögliche Fehlerquellen und Ungenauigkeiten beim Pipettieren. Der 2x-Taq-Mastermix von Vazyme wird bei uns z.B. im Praktikum Bitterrezeptor-SNP angewendet.
Datenbanken wie die des National Centre for Biotechnology Information (NCBI) ermöglichen das Suchen und Abgleichen von DNA-Seqeunzen.
Mögliche Anwendung: Eine DNA-Sequenz eines unbekannten Organismus wird mittels PCR amplifiziert und sequenziert. Mit dem Resultat der Sequenzierung kann in dieser Datenbank festgestellt werden, um welche Spezies es sich handelt.
Barcoding ist eine Methode der genetischen Artbestimmung. Dies umfasst die Isolation von DNA aus dem zu bestimmenden Organismus, die Amplifizierung und Sequenzierung einer charakteristischen DNA-Sequenz und den Abgleich mit entsprechenden Datenbanken.
Boldsystems ist eine Datenbank, die zum Ziel hat, möglichst alle beschriebenen Arten zusammen mit deren genetischem Barcode zu erfassen und diese Daten verfügbar zu machen.
Unsere Bakterienstämme wurden bereits mehrfach in Zeiten intensiver Nutzung durch Lehrpersonen oder Schüler:innen verunreinigt oder gar zerstört. Die Methode der Aufbewahrung bei -20 °C soll dies künftig verhindern. Es werden Aliquots von 0.5 mL Bakterienkultur angelegt und eingefroren, die bei Bedarf entnommen und reaktiviert werden, ohne auf die Stammkultur zurückgreifen zu müssen.
In diesem Praktikum wird anhand des Plasmids pGLO ein Restriktionsverdau durchgeführt.
Im Anschluss an dieses Praktikum wird in einer weiteren Sequenz die verdaute DNA mit einem Agarose-Gel aufgretrennt, es werden die Anzahl DNA-Fragmente und deren Grösse bestimmt und diese werden mit der vorgängig formulierten Hypothese über die zu erwartenden Fragmente verglichen.
In dieser Datei findet man alle möglichen Kombinationen von Restriktionsenzymen zusammen mit den zu erwartenden Fragmentgrössen (Lösungsvorgabe).