Facharbeit Restriktionsverdau am Plasmid pUC 18 ... - German Weber

Facharbeit Restriktionsverdau am Plasmid pUC 18 ... - German Weber Facharbeit Restriktionsverdau am Plasmid pUC 18 ... - German Weber

22.06.2013 Aufrufe

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:______________________________

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 -

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