Plasmide sind ringförmige DNA-Moleküle und wichtige Werkzeuge in der Gentechnik. Gewünschte Gene können durch Klonierung in die Plasmid-DNA eingefügt werden. Transferiert man diese veränderten Plasmide in Mikroorganismen, so stellen diese das zugehörige Protein in großen Mengen her. Diese Proteine werden u.a. als Medikamente eingesetzt, man nennt sie rekombinante Arzneimittel.

In diesem Praktikum isolieren wir ein Plasmid aus einem Mikroorganismus. Wir untersuchen das Plasmid mit Hilfe von Restriktionsenzymen und erstellen eine Plasmidkarte, die zur Klonierung verwendet werden kann.

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Unsere Erbinformation, die DNA,  ist aus 4 Basen aufgebaut: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. All unsere Gene codieren durch eine spezifische Abfolge dieser Basen den Bauplan eines Proteins. Der größte Teil unseres Genoms besteht jedoch aus nicht codierenden Bereichen.
Die Basenabfolge unseres Genoms macht uns einzigartig und daher kann der genetische Fingerabdruck z.B. zur Spurenanalyse in der Kriminalistik oder beim Vaterschaftstest genutzt werden.
In diesem Praktikum isolieren die Jugendlichen ihre eigene DNA aus ihrer Mundschleimhaut und untersuchen mit Hilfe der PCR-Technik und Gelelektrophorese zwei Gene sowie einen nicht codierenden Abschnitt ihres Genoms.

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Enzyme gehören zur Stoffklasse der Proteine, sie katalysieren chemische Reaktionen und stehen am Ende der Reaktion wieder unverändert zur Verfügung. Durch diese Einsparungen von Energie und Material werden Enzyme vielfältig in der Industrie eingesetzt, zum Beispiel in der Verarbeitung von Milchprodukten, der Zuckergewinnung und der Lederverarbeitung. Damit das Enzym für den industriellen Gebrauch nach der Reaktion isoliert und erneut eingesetzt werden kann, muss es immobilisiert und an einen Träger gebunden werden.

In diesem Praktikum immobilisieren wir ein Enzym in dem wir es in eine Matrix einschließen. Anschließend untersuchen wir und die spezifische chemische Reaktion des Enzyms in Lösungen verschiedener pH-Werte und messen die Menge an gebildetem Produkt mittels Photometrie. Aus den gewonnenen Daten bestimmen wir das pH-Optimum des Enzyms.

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Proteine sind biologische Makromoleküle unterschiedlichster Größe, die aus 20 verschiedenen Aminosäuren aufgebaut sind und verschiedenste Aufgaben erfüllen. Sie regulieren zum Beispiel unseren Stoffwechsel und unser Immunsystem, bilden als Strukturproteine aber auch Haare und Fingernägel. Jeder Organismus besitzt eine spezifische Auswahl an Proteinen verschiedenster Funktionen und kann somit über seinen Proteinfingerprint identifiziert werden.

In diesem Praktikum isolieren wir qualitativ die Proteine aus verschiedenen bekannten und unbekannten Lebensmitteln, tierischen und pflanzlichen Ursprungs. Wir trennen sie in der Gelektrophorese nach ihrer Größe auf und machen sie durch Färbung sichtbar. Die Jugendlichen identifizieren anhand des Proteinfingerprints aus welchem Organismus die unbekannten Lebensmittel stammen.

Proteinreiche Nahrung wird als gesundheitsfördernd und leistungssteigend beworben. Im quantitativen Teil des Praktikums bestimmen wir den Gesamtproteingehalt eines Nahrungsergänzungsmittels mittels Photometrie.

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