Facharbeit Restriktionsverdau am Plasmid pUC 18 ... - German Weber
Facharbeit Restriktionsverdau am Plasmid pUC 18 ... - German Weber Facharbeit Restriktionsverdau am Plasmid pUC 18 ... - German Weber
Bernhard–Strigel–Gymnasium Kollegstufe/ Jahrgang: 2007/ 2009 Memmingen Bewertung: Facharbeit Restriktionsverdau am Plasmid pUC 18 Leistungskurs: Biologie mit verschiedenen Enzymen Abgegeben am: 30. 01. 2009 Kollegiat: Stefanie Funk Facharbeit: Note:_________ Punkte:_________ Mündliche Prüfung: Note:_________ Punkte:_________ Gesamtergebnis: Note:_________ Punkte:_________ Datum und Unterschrift des Kursleiters:______________________________
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- Seite 22: = Zentrifuge = Eppendorfgefäß = P
Bernhard–Strigel–Gymnasium Kollegstufe/ Jahrgang: 2007/ 2009<br />
Memmingen<br />
Bewertung:<br />
<strong>Facharbeit</strong><br />
<strong>Restriktionsverdau</strong> <strong>am</strong><br />
<strong>Plasmid</strong> <strong>pUC</strong> <strong>18</strong><br />
Leistungskurs: Biologie<br />
mit verschiedenen Enzymen<br />
Abgegeben <strong>am</strong>: 30. 01. 2009<br />
Kollegiat: Stefanie Funk<br />
<strong>Facharbeit</strong>: Note:_________ Punkte:_________<br />
Mündliche Prüfung: Note:_________ Punkte:_________<br />
Ges<strong>am</strong>tergebnis: Note:_________ Punkte:_________<br />
Datum und Unterschrift des Kursleiters:______________________________
- 2 -<br />
Inhaltsverzeichnis ............................................................................................................... 2<br />
1. Einleitung ........................................................................................................................ 3<br />
2. Material ........................................................................................................................... 3<br />
2.2 Verwendete Chemikalien ...................................................................................... 3 - 4<br />
2.3 Verwendete Laborgeräte ............................................................................................ 4<br />
3. <strong>Plasmid</strong>isolation.............................................................................................................. 4<br />
3.1 Allgemeines zu <strong>Plasmid</strong>en .....................................................................................4 - 5<br />
3.2 Isolation der <strong>Plasmid</strong>e mit Hilfe eines QIAprep–Miniprep .................................. 5 - 7<br />
3.3 Nachweis der isolierten <strong>Plasmid</strong>e durch die Agarosegelelektrophorese............... 7 - 9<br />
4. Restriktionsendonuklease–Verdau ................................................................................ 9<br />
4.1 Allgemeines zum <strong>Restriktionsverdau</strong> ..................................................................9 - 11<br />
4.2 Ergebnisse der jeweiligen Enzyme ........................................................................... 11<br />
4.2.1 EcoRI ............................................................................................................... 12<br />
4.2.2 Hind ................................................................................................................. 12<br />
4.2.3 SalI................................................................................................................... 12<br />
4.2.4 PvuI.................................................................................................................. 13<br />
4.2.5 Cfr9I oder XmaI............................................................................................... 13<br />
4.2.6 TaqI.................................................................................................................. 13<br />
4.2.7 ApaLI ............................................................................................................... 14<br />
4.2.8 ScrFI................................................................................................................. 14<br />
4.2.9 SpeI .................................................................................................................. 15<br />
5. Fehleranalyse ..........................................................................................................15 - 16<br />
6. Literaturverzeichnis ...............................................................................................17 - <strong>18</strong><br />
7. Selbstständigkeitserklärung ........................................................................................ 19<br />
8. Anhang.................................................................................................................... 20 - 22
1. Einleitung<br />
- 3 -<br />
Auf der Suche nach dem Thema für meine <strong>Facharbeit</strong> k<strong>am</strong>en wir auf die Idee, eine Testreihe<br />
mit den im Biotechnologie-Labor vorhandenen Restriktionsenzymen (EcoR, Hind3, SalI,<br />
PvuI, Cfr9I oder XmaI, TaqI, ApaLI, ScrFI und SpeI) zu machen. Dazu wird das <strong>Plasmid</strong><br />
<strong>pUC</strong> <strong>18</strong> (2686 bp) aus E. coli Bakterien isoliert und danach jeweils mit einem der<br />
Restriktionsenzyme zus<strong>am</strong>mengegeben. Meine Aufgabe ist es, die Schnittstellen der<br />
Restriktionsenzyme zu überprüfen, d. h. zu kontrollieren ob sie an den richtigen Stellen<br />
schneiden und ob sie bei <strong>pUC</strong> <strong>18</strong> überhaupt schneiden, also noch funktionsfähig sind. Der<br />
Vergleich, ob die Schnittstellen richtig sind ist möglich, durch Vorgaben aus dem Internet<br />
(http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php).<br />
Obwohl ich nicht an dem von Herrn Schmitt geleiteten Praktikum in unserem Biotechnologie-<br />
Labor teilgenommen habe, hat mich die Mikrobiologie als <strong>Facharbeit</strong>sthema interessiert. Mir<br />
war klar, dass es schwierig werden würde, da es in der Mikrobiologie wichtig ist, sehr genau<br />
zu sein. Jedoch überwog die Neugier darauf einfach mal genauer zu sehen, wie die<br />
Laborarbeit funktioniert.<br />
Die nachfolgenden Seiten lassen tiefer in meine Laborarbeit blicken. Beginnend mit der<br />
Präparation der <strong>Plasmid</strong>e bis zu dem Versuchsaufbau und den Ergebnissen des<br />
Restriktionsendonuklease-Verdaus.<br />
2. Material<br />
2.1 Verwendete Chemikalien<br />
► QIAprep- Miniprep<br />
► Restriktionsenzyme (EcoR, Hind3, SalI, PvuI, Cfr9I oder XmaI, TaqI, ApaLI, ScrFI<br />
und SpeI)
► Gelladungspuffer<br />
► Elektrophoresepuffer (TAE- Puffer)<br />
- 4 -<br />
► DNA Größenstandard “Gene Ruler 1kb DNA Ladder #SM 03131”<br />
► Ethidiumbromidlösung<br />
2.2 Verwendete Laborgeräte<br />
► sterile Eppendorfgefäße<br />
► Pipetten mit passenden, sterilen Spitzen<br />
► Heizblock<br />
► Schüttler<br />
► Vortexer<br />
► Zentrifuge<br />
► Autoklav<br />
► Gelk<strong>am</strong>mer<br />
► Laborwaage<br />
► Spannungsquelle<br />
► UV-Leuchttisch<br />
► sterile Reagenzgläser<br />
► Kühlschrank<br />
► Gefrierschrank<br />
► Reinigungssäule<br />
3. <strong>Plasmid</strong>isolation<br />
3.1 Allgemeines zu <strong>Plasmid</strong>en<br />
Informationen zu den <strong>Plasmid</strong>en fand ich unter www.nugi-zentrum.de, 2006 a.<br />
<strong>Plasmid</strong>e sind wichtige Werkzeuge der Biochemie, Molekularbiologie und der Genetik. Es<br />
sind kleine, ringförmige DNA-Moleküle, die mehrere Gene enthalten können. Aufgrund ihrer<br />
Größe (zwischen 1 und 25 kBp) ist es, beispielsweise für Versuche im Labor, einfacher die
- 5 -<br />
<strong>Plasmid</strong>e aus Bakterien zu isolieren, anstatt deren chromosomale DNA, weil diese im<br />
Vergleich zu den <strong>Plasmid</strong>en ziemlich groß ist. Außerdem sind die Informationen in der<br />
chromosomalen DNA nicht so kompakt verpackt wie in den <strong>Plasmid</strong>en, was für einen<br />
weiteren Vorteil der <strong>Plasmid</strong>e, speziell bei der Isolation spricht.<br />
Abbildung 1: <strong>pUC</strong> <strong>18</strong> Abbildung 2: chromosomale DNA & <strong>Plasmid</strong><br />
3.2 Isolation der <strong>Plasmid</strong>e mit Hilfe eines QIAprep–Miniprep<br />
Die <strong>Plasmid</strong>isolation wird auch alkalische Lyse genannt.<br />
Im Wesentlichen besteht sie aus der alkalischen Lyse und der Reinigung der <strong>Plasmid</strong>-DNA.<br />
Hierbei werden die Zellwände der Bakterien mit einer alkalischen Lösung<br />
(Natriumdodecylsulfat) aufgeschlossen und denaturiert. Die brauchbare <strong>Plasmid</strong>lösung erhält<br />
man dann, indem man die Bakterien vom Medium abzentrifugiert und somit die<br />
chromosomale DNA und die restlichen Zellbestandteile auf den Boden des Reagenzglases<br />
gelangen und nicht mehr mit der <strong>Plasmid</strong>lösung vermengt sind.<br />
∗ Zu Beginn wird ein LB-Flüssigmedium aus 6 ml demineralisiertem Wasser und 0,12 g LB-<br />
Zubereitung hergestellt.<br />
∗ Dann wird das Flüssigmedium mit Bakterien angeimpft. Es wird eine Übernacht-Kultur<br />
hergestellt. Dazu werden 3 ml von dem LB-Flüssigmedium und 5 µl Ampicilin in ein<br />
steriles Reagenzglas gegeben. Das Ampicilin wird dazu gegeben, weil das <strong>Plasmid</strong> <strong>pUC</strong><strong>18</strong><br />
eine Ampicilinresistenz vorweist und somit gewährleistet ist, dass in dem Medium nur<br />
<strong>pUC</strong><strong>18</strong> wächst und keine anderen Kulturen. Zu dem Flüssigmedium und dem Ampicilin<br />
werden dann noch E. coli Bakterien (kommen im menschlichen und tierischen Darm vor)
- 6 -<br />
gegeben. Dazu wird eine sterile Pipettenspitze kurz in die St<strong>am</strong>mkultur eingetaucht und<br />
danach wird sie mit Hilfe des Abwerfers in das Reagenzglas geworfen. Das Reagenzglas<br />
wird anschließend für 37°C über Nacht in den Schüttler gestellt, dass die Bakterien<br />
wachsen können.<br />
∗ Mit der Übernacht-Kultur und einem QIAprep Kit (www1.qiagen.com) wird nun die<br />
<strong>Plasmid</strong>isolation durchgeführt. Es werden 1,5 ml von der Bakterienlösung in ein<br />
Eppendorfgefäß gegeben und danach 5 Minuten lang zentrifugiert. Anschließend pipettiert<br />
man den Überstand heraus, so dass nur der weiße, feste Rest <strong>am</strong> Boden des<br />
Eppendorfgefäßes übrig bleibt.<br />
∗ Das übriggebliebene Pellet wird mit 250 µl Puffer P1 resuspendiert. Man muss das<br />
Eppendorfgefäß auf den Rüttler halten, bis keine Zellklumpen mehr sichtbar sind.<br />
∗ Danach werden noch 250 µl Puffer P2 dazugegeben. Man muss das Eppendorfgegäß jetzt<br />
vier- bis sechsmal vorsichtig drehen. Vorsichtig drehen deshalb, weil ansonsten die<br />
chromosomale DNA zerrissen werden kann und dies eventuell zu Problemen bei der<br />
Identifizierung der <strong>Plasmid</strong>e führt.<br />
∗ Jetzt werden 350 µl vom Puffer N3 hinzugegeben. Das Eppendorfgefäß muss nun erneut<br />
vier- bis sechsmal vorsichtig gedreht werden, um die Flüssigkeiten zu vermischen, ohne<br />
die chromosomale DNA zu beschädigen. Die Lösung sollte jetzt trüb werden.<br />
∗ Diese Lösung wird dann für zehn Minuten bei 13000 rpm zentrifugiert, so dass ein weißes,<br />
festes Pellet <strong>am</strong> Boden des Eppendorgefäßes entsteht.<br />
∗Der flüssige Überstand (ca.850 µl), der nach dem Zentrifugieren in dem Eppendorfgefäß ist,<br />
wird in eine Reinigungssäule (vorher in ein Eppendorfgefäß stecken) des QIAprep Kits<br />
pipettiert.<br />
∗ Danach wird die Lösung nochmals 30 - 60 s zentrifugiert und der Rückstand der sich nach<br />
dem Zentrifugieren im Eppendorfgefäß befindet wird verworfen.<br />
∗ In die Reinigungssäule werden nun 0,5 ml des Puffers PB pipettiert. Diese Lösung muss<br />
wieder für 30 - 60 s in die Zentrifuge gegeben werden.<br />
∗ Um die Reinigungssäule zu reinigen, muss man 0,75 ml Puffer PE dazugeben und erneut<br />
für 30 - 60 s zentrifugieren.<br />
∗ Der Rückstand der sich nach diesen Schritten im Eppendorfgefäß befindet wird verworfen<br />
und die Reinigungssäule wird danach für eine Minute zentrifugiert, um den restlichen
Reinigungspuffer zu entfernen.<br />
- 7 -<br />
∗ Jetzt muss die Reinigungssäule in ein neues, steriles Eppendorfgefäß gesteckt werden. Um<br />
die DNA schließlich aus der Säule zu lösen, werden 50 µl demineralisiertes Wasser<br />
dazugegeben. Hier benutzen wir Wasser anstatt dem vorgegebenen Puffer EB, weil der<br />
Puffer bei den späteren Schritten mit den Enzymen stören könnte. Die Reinigungssäule mit<br />
dem demineralisiertem Wasser wird nun für eine Minute stehen gelassen und anschließend<br />
muss sie für eine Minute zentrifugiert werden.<br />
∗ Der enstandene Rest, der sich nach dem Zentrifugieren im Eppendorfgefäß befindet, ist die<br />
<strong>Plasmid</strong>lösung<br />
∗ Im Anhang befindet sich eine bildliche Darstellung der <strong>Plasmid</strong>isolation.<br />
3.3 Nachweis der isolierten <strong>Plasmid</strong>e durch die Agarose-Gelelektrophorese<br />
„Die Agarose-Gelelektrophorese ist eine molekularbiologische Methode, um Nukleinsäure-<br />
Stränge (RNA oder DNA) nach ihrer Größe zu trennen.” (www.wikipedia.de) Hierbei wird<br />
ein Gel als Trägermedium verwendet. Das Gel wirkt bei der Elektrophorese wie ein Sieb. Das<br />
heißt, dass die kurzen DNA-Stücke schneller zur Anode wandern, als die langen und<br />
ringförmigen DNA-Stücke. Auch kann man die Porengröße des Gels durch die Konzentration<br />
von Agarose festlegen. Die Agarose-Gelelektrophorese wird in einer Gelk<strong>am</strong>mer<br />
durchgeführt, die man nach dem Beladen mit der zu identifizierenden DNA an eine<br />
Stromquelle anschließt. Da die DNA-Fragmente negativ geladen sind wandern sie immer von<br />
der Kathode zur Anode. Zur Identifizierung der DNA-Bruchstücke lässt man in dem Gel<br />
einen Marker (z. B. von Fermentas) mitlaufen.
- 8 -<br />
Abbildung 3: Legende zum verwendeten Größenstandard<br />
Zur Durchführung der Agarose-Gelelektrophorese habe ich mich an das<br />
Durchführungsprotokoll von Herrn Schmitt gehalten. Weitere Informationen zur<br />
Gelelktrophorese fand ich im Internet unter www.nugi-zentrum.de, 2006 d.<br />
Man beginnt mit der Herstellung eines 1%-igen Agarosegels. Hierzu werden 0,2 g Agarose in<br />
eine Schraubdeckelflasche gegeben und mit 20 ml TAE-Puffer aufgegossen. Der TAE-Puffer<br />
hat einen leicht alkalischen pH-Wert und soll eine Denaturierung der DNA verhindern.<br />
Danach gibt man einen Rührfisch in die Flasche und kocht das Gel unter Beobachtung in der<br />
Mikrowelle auf. Man muss aufpassen, dass kein Siedeverzug entsteht und beim Rausnehmen<br />
der Flasche aus der Mikrowelle unbedingt Lederhandschuhe tragen, weil das Gel sehr heiß<br />
wird. Jetzt wird das heiße Gel vorsichtig in die Gelk<strong>am</strong>mer gegossen und man muss den<br />
K<strong>am</strong>m einsetzen, solange das Gel noch flüssig ist. Nach dem Abkühlen des Gels (es wird<br />
milchig-trübe) wird der K<strong>am</strong>m entnommen.<br />
Anschließend beginnt die Vorbereitung der <strong>Plasmid</strong>e für die Gelelektrophorese. Dazu werden<br />
5 µl der <strong>Plasmid</strong>lösung mit 2 µl Gelladungspuffer gemischt. Der Gelladungspuffer besteht aus<br />
Glycerin und zwei Farbstoffen und sorgt durch das Glycerin dafür, dass die Proben, die in die<br />
Geltaschen pipettiert werden nicht wieder heraus diffundieren. Die Farbstoffe wandern<br />
parallel zu der Mischung aus <strong>Plasmid</strong>lösung und Gelladungspuffer und dienen zur Kontrolle<br />
während der Elektrophorese. Vor dem Beladen der Taschen wird TAE-Puffer in die<br />
Gelk<strong>am</strong>mer gegossen bis das Gel leicht bedeckt ist. Nun beginnt das Befüllen der Geltaschen.
- 9 -<br />
Man pipettiert zuerst 5 µl des Markers “Gene Ruler 1kb DNA Ladder #SM 03131” in die<br />
rechte äußere Tasche. Dann kommen die zu identifizierenden <strong>Plasmid</strong>stämme in das Gel und<br />
schließlich in die linke äußere Tasche nochmals 5 µl des oben genannten Markers. Hierbei<br />
darauf achten, dass man die Reihenfolge der Proben vor dem Lauf des Gels schriftlich<br />
festhält. Schließlich wird der Gelelelktrophoreseapparat an eine Spannungsquelle<br />
angeschlossen (Polung beachten). Dann wird die Spannungsquelle eingeschaltet. In unserem<br />
Fall waren es ca. 100 Volt. Danach lässt man das Gel für ungefähr 1, 5 Stunden laufen, bis die<br />
blaue Bande fast das Ende des Gels erreicht hat.<br />
Um das Gel auszuwerten wird es von einer Lehrkraft in einer Ethidiumbromidlösung gefärbt<br />
und anschließend auf einen UV-Leuchttisch gelegt. Diese Arbeit übernimmt ein Lehrer, weil<br />
Ethidiumbromid krebserregend ist. Das UV-Licht macht die Banden der gewanderten<br />
<strong>Plasmid</strong>stämme und des Markers sichtbar.<br />
Abbildung 4: Gelelektrophorese<br />
4. Restriktionsendonuklease–Verdau<br />
4.1 Allgemeines zu Restriktionsendonuklease-Verdau<br />
Restriktionsenzyme werden auch als Restriktionsendonukleasen bezeichnet. Sie sind DNA-<br />
spaltende Enzyme und werden aus Bakterien gewonnen. Dort schützen sie den<br />
Mikroorganismus vor zum Beispiel Bakteriophagen, indem sie die Phagen-DNA
- 10 -<br />
zerschneiden, bevor sie repliziert wird. Heute sind sie aber auch ein wichtiges Werkzeug der<br />
Molekularbiologie.<br />
Zur Durchführung des Versuches hielt ich mich an das Durchführungsprotokoll von Herrn<br />
Schmitt und zusätzliche Informationen fand ich auf der Internetseite:www.nugi-zentrum.de,<br />
2006 c. In diesemVersuch soll das isolierte <strong>Plasmid</strong> <strong>pUC</strong> <strong>18</strong> mit den Restriktionsenzymen<br />
EcoR, HindIII, SalI, PvuI, Cfr9I oder XmaI, TaqI, ApaLI, ScrFI und SpeI verdaut werden.<br />
Anschließend wird durch eine Gelelektrophorese festgestellt, ob der Verdau erfolgreich war.<br />
Die Abläufe, die nun folgen, müssen insges<strong>am</strong>t mit jedem Enzym einzeln gemacht werden.<br />
In ein steriles Eppendorfgefäß werden 16 µl steriles, demineralisiertes Wasser, 1 µl<br />
<strong>Plasmid</strong>lösung, 2 µl 10-fach Puffer und 1 µl von der jeweiligen Restriktionsenzymlösung<br />
gegeben. Man muss darauf achten, dass man bei jedem Enzym den richtigen Puffer benutzt.<br />
Diese Informationen findet man unter www.fermentas.com.<br />
♦ für EcoRI den Puffer EcoRI<br />
♦ für Hind III den Puffer R<br />
♦ für SalI den Puffer O<br />
♦ für PvuI den Puffer R<br />
♦ für Cfr9I oder XmaI den Puffer Cfr9I<br />
♦ für TaqI den Puffer TaqI<br />
♦ für ApaLI den Puffer Tango<br />
♦ für ScrFI den Puffer O<br />
Das Enzym SpeI konnte nicht getestet werden, da dieses Restriktionsenzym <strong>pUC</strong> <strong>18</strong> nicht<br />
schneidet.<br />
Nach dem Zus<strong>am</strong>mengeben der verschiedenen Flüssigkeiten werden alle befüllten<br />
Eppendorfgefäße bis auf das mit dem Restriktionsenzym TaqI für 50 Minuten bei 37°C in den<br />
Inkubator gegeben. Auf die Mischung mit TaqI wird vor dem Inkubieren eine Paraffin-Öl-<br />
Schicht gegeben, weil sie zwar auch für 50 Minuten in den Inkubator muss, jedoch stellt sich<br />
bei dieser Restriktionsendonuklease die Enzymaktivität erst bei 65°C ein und somit würde die<br />
Flüssigkeit ohne diese Öl-Schicht verd<strong>am</strong>pfen.<br />
Zur Überprüfung, ob der <strong>Restriktionsverdau</strong> funktioniert hat, macht man wie bei der<br />
<strong>Plasmid</strong>isolation eine Gelelektrophorese. Für diese Gelelektrophorese muss man ein 0,8%iges
- 11 -<br />
Agarosegel herstellen. Dazu benötigt 0,16 g Agarose, die man dann mit TAE-Puffer auf 20 ml<br />
aufgießt. Diese Mischung kocht man wieder unter Beobachtung in der Mikrowelle. Beim<br />
Rausnehmen darauf achten, Lederhandschuhe zu tragen, weil das gekochte Gel nun sehr heiß<br />
ist. Das heiße, flüssige Gel wird nun in die Gelk<strong>am</strong>mer gegossen und sofort danach wird der<br />
K<strong>am</strong>m eingesetzt. Wenn das Gel milchig-trübe wird ist es kühl und der K<strong>am</strong>m kann wieder<br />
entfernt werden. Jetzt muss man wieder den Marker(“Gene Ruler 1kb DNA Ladder #SM<br />
03131”) links und rechts außen in die Taschen füllen und zwischen die zwei mit dem Marker<br />
gefüllten Taschen kommen die vorbereiteten Lösungen mit den Restriktionsenzymen. Danach<br />
wird die Gelk<strong>am</strong>mer wieder an eine Stromquelle angeschlossen und die Restriktionsenzyme<br />
werden für ca. eine Stunde bei 100 V laufen gelassen. Die nachfolgende Abbildung zeigt eine<br />
schematische Darstellung, wie die Enzyme im Gel laufen sollen.<br />
Abbildung 5: Gelsimulation mit allen verwendeten Enzymen<br />
4.2 Ergebnisse der jeweiligen Enzyme<br />
Als Ergebnis des <strong>Restriktionsverdau</strong>s müssen folgende Schnittstellen sichtbar sein:
4.2.1 EcoRI<br />
- 12 -<br />
Abbildung 6: Schnittstelle von EcoRI<br />
Bei EcoRI gibt es eine Schnittstelle. Sie befindet sich zwischen 450 und 451 Basenpaaren.<br />
4.2.2 HindIII<br />
Abbildung 7: Schnittstelle von HindIII<br />
Bei HindIII gibt es eine Schnittstelle. Sie befindet sich zwischen 399 und 400 Basenpaaren.<br />
4.2.3 SalI<br />
Abbildung 8: Schnittstelle von SalI<br />
Bei SalI gibt es eine Schnittstelle. Sie befindet sich zwischen 417 und 4<strong>18</strong> Basenpaaren.
4.2.4 PvuI<br />
- 13 -<br />
Abbildung 9: Schnittstellen von PvuI<br />
Bei PvuI gibt es zwei Schnittstellen. Sie befinden sich zwischen den Basenpaaren 279-280<br />
und 2069-2070. Es entsteht ein Fragment aus 896 Basenpaaren und eins aus 1790<br />
Basenpaaren.<br />
4.2.5 Cfr9I oder XmaI<br />
Abbildung 10: Schnittstelle von XmaI<br />
Bei XmaI entsteht eine Schnittstelle. Sie befindet sich zwischen 434 und 435 Basenpaaren.<br />
4.2.6 TaqI<br />
Abbildung 11: Schnittstellen von TaqI<br />
Bei TaqI gibt es vier Schnittstellen. Sie befinden sich zwischen den Basenpaaren 4<strong>18</strong>-419,<br />
448-449, 906-907 und 2350-2351. Es entstehen Fragmente der Länge 30, 458, 754 und 1444<br />
Basenpaare.
4.2.7 ApaLI<br />
- 14 -<br />
Abbildung 12: Schnittstellen von ApaLI<br />
Bei ApaLI gibt es drei Schnittstellen. Sie befinden sich zwischen den Basenpaaren 177-178,<br />
1120-1121 und 2366-2367. Es entstehen Fragmente der Länge 497, 943 und1246 Basenpaare.<br />
4.2.8 ScrFI<br />
Bei ScrFI gibt es zwölf Schnittstellen:<br />
Abbildung 13: Schnittstellen von ScrFI<br />
49-83 35 Basenpaare<br />
84-355 272 Basenpaare<br />
356-435 80 Basenpaare<br />
436-436 1 Basenpaar<br />
437-546 110 Basenpaare<br />
547-834 288 Basenpaare<br />
835-955 121 Basenpaare<br />
956-968 13 Basenpaare<br />
969-1<strong>18</strong>6 2<strong>18</strong> Basenpaare<br />
1<strong>18</strong>7-<strong>18</strong>82 696 Basenpaare<br />
<strong>18</strong>83-2233 351 Basenpaare<br />
2234-48 501 Basenpaare
4.2.9 SpeI<br />
- 15 -<br />
Von SpeI konnten bei dem <strong>Plasmid</strong> <strong>pUC</strong> <strong>18</strong> keine Schnittstellen gefunden werden, weil es<br />
<strong>pUC</strong> <strong>18</strong> wahrscheinlich gar nicht schneidet.<br />
5. Fehleranalyse<br />
Bei der ersten Übernacht-Kultur sind keine Bakterienstämme gewachsen. Mögliche<br />
Fehlerquellen hierbei können sein, dass wir entweder unsauber gearbeitet haben und zum<br />
Beispiel die Pipettenspitze verschmutzt war, oder die tiefgefrorenen Bakterien, die wir benutzt<br />
haben, waren tot. Daraufhin haben wir erneut eine Übernacht-Kultur hergestellt, diesmal aber<br />
mit anderen Bakterien. Diese Bakterien haben wir dann auch für die <strong>Plasmid</strong>isolation und den<br />
<strong>Restriktionsverdau</strong> verwendet. Dabei k<strong>am</strong> dieses Ergebnis heraus:<br />
Abbildung 14: Ergebnis des <strong>Restriktionsverdau</strong>s im Labor<br />
Auf diesem Foto kann man eigentlich nur die Marker rechts und links <strong>am</strong> Rand gut erkennen.<br />
Die Bahnen der Restriktionsenzyme sind kaum sichtbar und haben beim Vergleich mit den<br />
vorgegebenen Schnittstellen(www.http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php) zu keinem<br />
sinnvollen Ergebnis geführt. Jedoch stellte sich nach dem <strong>Restriktionsverdau</strong> heraus, dass wir<br />
einen Fehler bei der <strong>Plasmid</strong>isolation gemacht haben. Wir haben erst den Puffer PE und dann<br />
PB in die Reinigungssäule gegeben. Dies ist aber die falsche Reihenfolge. Es wird erst PB<br />
und dann PE hineingegeben. Daraufhin haben wir nochmals eine Übernacht-Kultur gemacht.<br />
Diesmal mit einer höheren Ampicilinkonzentration, so dass wirklich nur <strong>pUC</strong> <strong>18</strong> wachsen
- 16 -<br />
konnte. Mit dieser Übernacht-Kultur haben wir dann eine <strong>Plasmid</strong>reihenuntersuchung<br />
(Cracking Methode) durchgeführt, um zu prüfen, ob die Bakterien kaputt waren, also das<br />
<strong>Plasmid</strong> nicht funktioniert. Die Informationen für diesen Versuch habe ich unter www.nugi-<br />
zentrum.de, 2006 b gefunden. Dazu zentrifugiert man 50 µl von der Bakterienlösung. Der<br />
Überstand wird verworfen und dann werden 75 µl Aufschlusspuffer dazugegeben und alles<br />
für 5 Minuten bei 70°C ind den Heizblock gegeben. Jetzt werden die Proben 5 Minuten in<br />
einem Eisbad abgekühlt und nach dem Abkühlen werden die Ansätze 5 Minuten lang<br />
zentrifugiert. Nun ist es wichtig mit dem Überstand weiter zu arbeiten. Es werden 8 µl<br />
Überstand und 2 µl Gelladungspuffer zus<strong>am</strong>mengegeben und dann wird mit den Proben eine<br />
Gelelektrophorese gemacht. Bei dieser Gelelektrophorese k<strong>am</strong> heraus, dass die Bakterien<br />
entweder kaputt waren, oder zu wenig <strong>Plasmid</strong>e hatten.<br />
Abbildung 15: Cracking-Methode im Labor<br />
Eine weitere Fehlerquelle kann das Kit sein. Jedoch haben wir für die Cracking-Methode ein<br />
neues, noch nie benutztes Kit benutzt, was heißt, dass es nicht daran liegen kann, weil es noch<br />
nicht verschmutzt gewesen ist. Die letzte Fehlerquelle, die noch in Betracht gezogen werden<br />
muss, ist das demineralisierte Wasser, das wir verwendet haben. Es hatte wahrscheinlich nicht<br />
den richtigen pH-Wert.
6. Literaturverzeichnis<br />
- 17 -<br />
MÜLHARDT, Cornel, 2003: Der Experimentator-Molekularbiologie/Genomics, Spektrum<br />
akademischer Verlag Heidelberg, 4. Auflage, ISBN 3-8274-1460-1<br />
SCHMITT Patrick, 2008: Einführung in die Grundarbeitstechniken der Molekularbiologie<br />
Internetquellen<br />
www.fermentas.com [Stand: 20.01.2009]<br />
www.http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php [Stand: 20.01.2009]<br />
www.nugi-zentrum.de, 2006 a: STUPPERICH Erhard: Netzwerk Universität Gymnasien<br />
Industrie, Ulm [Stand: 20.01.2009]<br />
http://www.nugi-zentrum.de/Experimente/Molekularbiologie/<strong>Plasmid</strong>.html<br />
www.nugi-zentrum.de, 2006 b: STUPPERICH Erhard: Netzwerk Universität Gymnasien<br />
Industrie, Ulm [Stand: 20.01.2009]<br />
http://www.nugi-zentrum.de/Experimente/Molekularbiologie/cracking.html<br />
www.nugi-zentrum.de, 2006 c: STUPPERICH Erhard: Netzwerk Universität Gymnasien<br />
Industrie, Ulm [Stand: 20.01.2009]<br />
http://www.nugi-zentrum.de/Experimente/Molekularbiologie/Restriktion.html<br />
www.nugi-zentrum.de, 2006 d: STUPPERICH Erhard: Netzwerk Universität Gymnasien<br />
Industrie, Ulm [Stand: 20.01.2009]<br />
http://www.nugi-zentrum.de/Experimente/Molekularbiologie/Agarosegel.html
- <strong>18</strong> -<br />
QIAGEN, 2003: Qiagen MinElute® Handbook, MinElute Gel Extraction Kit Protocol using a<br />
microcentrifuge [Stand: 20.01.2009]<br />
www1.qiagen.com<br />
http://de.wikipedia.org/wiki/Agarose-Gelelektrophorese vom 20.01.2009<br />
Abbildungen<br />
Abbildung1:<strong>pUC</strong><strong>18</strong><br />
(http://dwb4.unl.edu/Chem/CHEM869N/CHEM869NLinks/www.fermentas.com/TechInfo/N<br />
ucleicAcids/img/npuc<strong>18</strong>_19.gif)<br />
Abbildung 2: chromosomale DNA & <strong>Plasmid</strong> (http://de.wikipedia.org/wiki/<strong>Plasmid</strong>)<br />
Abbildung 3: Legende zum verwendeten Größenstandard<br />
(http://www.fermentas.com/catalog/electrophoresis/generulers.htm#1kb)<br />
Abbildung 4: Gelelektrophorese (http://de.wikipedia.org/wiki/Gelelektrophorese)<br />
Abbildung 5: Gelsimulation mit allen verwendeten Enzymen, zus<strong>am</strong>mengestellt mit<br />
www.http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php<br />
Abbildungen 6-13: Schnittstellen der Enzyme<br />
www.http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php<br />
Abbildung 14: Quelle; Schmitt; Patrick: Persönliche Mitteilung<br />
Abbildung 15: Quelle: Schmitt; Patrick: Persönliche Mitteilung
7. Selbstständigkeitserklärung<br />
- 19 -<br />
Ich erkläre, dass ich die <strong>Facharbeit</strong> ohne fremde Hilfe angefertigt und nur die im<br />
Literaturverzeichnis angeführten Quellen und Hilfsmittel benützt habe.<br />
Bad Grönenbach, den 30.01.2009 ...............................................................<br />
(Unterschrift des Kollegiaten)
8. Anhang<br />
- 20 -
- 21 -
= Zentrifuge<br />
= Eppendorfgefäß<br />
= Puffer<br />
= Reinigungssäule<br />
- 22 -