Labor-Praktikum für die Schüler der 11. Klasse des
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Labor-Praktikum für die Schüler der 11. Klasse des Babelsberger Filmgymnasiums ILBC GmbH – Internationales Laboratorium für Biotechnologie und Consulting, Prof. Dr. Monier Tadros Hermannswerder 14 14473 Potsdam Telefon: 0331 2300412 oder 413 E-Mail: [email protected] Bakterien • eine der 3 Hauptdomänen des Lebens (neben den Eukaryoten und den Archeen) • kein Zellkern • ca. 95 % aller auf der Erde lebenden Bakterien sind noch nicht bekannt • Morphologie: viele verschiedene Formen, ca. 1 µm x 5 µm Diplokokken Kokken Streptokokken Stäbchen Diplobazilli Palisaden Bakterien • eine der 3 Hauptdomänen des Lebens neben den Eukaryoten und den Archaea • kein Zellkern • ca. 95 % aller auf der Erde lebenden Bakterien sind noch nicht bekannt • Morphologie: viele verschiedene Formen, ca. 1 µm x 5 µm • Unterscheidung in Gruppen: Gram-positive Gram-negative Bakterien Gram-positive Bakterien Peptidoglycan Plasmamembran Cytoplasma Periplasma äußere Membran E. coli-Zelle aus „Molecular Biology of the cell“, 2nd edition, Alberts et al., 1989 Gram-negative Bakterien Gram-Färbung • differenzierte Färbung von Bakterien durch Hans Christian Gram (1853-1938) 1. Färbung mit Lugolscher Lösung (JodKaliumjodid-Komplex) blaue Zellen 2. Entfärbung mit 96 % Ethanol Gramnegative Bakterien werden entfärbt 3. Gegenfärbung mit Safranin oder Fuchsin Gram-negative Bakterien werden rot • blau/violett: Gram-positive Kokken (Staphylococcus aureus) • pink/rot: Gram-negative Stäbchen (Escherichia coli) Quelle: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Gram_stain_01.jpg&filetimestamp=20100413130449 DNA • Erbinformation, die bei Bakterien als Nucleoid vorliegt (ohne „echten“ Zellkern) - genomische DNA • Bausteine: Basen Adenin Thymin (RNA: Uracil) Guanin Cytosin Purine Pyrimidine jeweils 3 Basen codieren für eine Aminosäure Zucker Phosphatreste • Plasmid-DNA: zusätzliche Erbinformation DNA 5‘ 3‘ TCTAGA ATGGCAAATCTTGAGCCGTTTTAA GGATCC AGATCT TACCGTTTAGAACTCGGCAAAATT CCTAGG Start-Codon Stop-Codon 3‘ 5‘ Plasmid-DNA Restriktionsendonukleasen - sind Enzyme, also Proteine BamHI 5'...G^G A T C C...3' 3'...C C T A G^G...5' XbaI 5'...T^C T A G A...3' 3'...A G A T C^T...5' Plasmid zu inserierende DNA (Gen) Plasmid mit neuer DNA Agarose-Gelelektrophorese zur Sichtbarmachung von DNA - DNA wird mit Hilfe von Ethidiumbromid (Vorsicht! Ethidiumbromid ist cancerogen, also krebserregend!) - die DNA (Plasmid-DNA) wird mittels Agarosegelelektrophorese getrennt - anschließend kann man die getrennte DNA unter UV-Licht sichtbar machen 1 2 3 4 5 6 500 bp ca. 250 bp ca. 190 bp 250 bp 200 bp 1 - Plasmid 1 mit Restriktionsenzymen geschnitten 2 - Plasmid 2 mit Restriktionsenzymen geschnitten 3 - Plasmid 1 ungeschnitten 4 - Plasmid 2 ungeschnitten 5 - DNA-Größenmarker A 6 - DNA-Größenmarker B Proteine - DNA RNA Proteine - bestehen aus Aminosäuren - es gibt viele Aminosäuren, aber nur 20 davon sind proteinogene Aminosäuren - Aminosäurefolge: Proteinsequenz (Primärstruktur) räumliche Anordnung der Aminosäuren: Sekundärstruktur räumliche Anordnung der Polypeptidkette: Tertiärstruktur Proteinkomplexe: Quartärstruktur - 1-50 Aminosäuren: Peptid - 51-100 Aminosäuren: Polypeptid - ab 100 Aminosäuren: Proteine Aminosäuren Aminosäure Dreibuchstabencode Einbuchstabencode Bemerkung Alanin Ala A nicht-essentiell Arginin Arg R semi-essentiell Asparagin Asn N nicht-essentiell Asparaginsäure Asp D nicht-essentiell Cystein Cys C nicht-essentiell* Glutamin Gln Q nicht-essentiell Glutaminsäure Glu E nicht-essentiell Glycin Gly G nicht-essentiell Histidin Isoleucin Leucin Lysin Methionin Phenylalanin His Ile Leu Lys Met Phe H I L K M F semi-essentiell essentiell essentiell essentiell essentiell essentiell Prolin Pro P nicht-essentiell Serin Threonin Tryptophan Tyrosin Valin Ser Thr Trp Tyr Val S T W Y V nicht-essentiell essentiell essentiell nicht-essentiell* essentiell Peptidbindung Voet, D.; Voet, J.G.;. Biochemie; VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1994; 1. korr. Nachdr. der 1. Aufl. - Weinheim., Kapitel 7, 142 Peptide Proteine - Tertiär-/3D-Struktur von Myoglobin mit farbigen α-Helices - erstes Protein, dessen Struktur mit Hilfe der Kristallstrukturanalyse aufgeklärt wurde Antimikrobielle Peptide antibakteriell antiviral antifungal Protamin MPRRRRSSSRPVRRRRRPRVSRR RRRRGGRRRR Alloferon-1 HGVSGHGQHGVHG Dermaseptin-S1 ALWKTMLKKLGTMALHAGKAALGA AADTISQGTQ Piscidin-3 FIHHIFRGIVHAGRS Dermcidin BMAP27 SSLLEKGLDGAKKAVGGLGKLGKDA IGRFLTG GRFKRFRKKFKKLFKKLSPVIPLL VEDLESVGKGAVHDVKDVLDSVL HLG NP06 Pardaxin CLGVGSCNDFAGCGY GFFALIPKIISSPLFKTLLSAVG AIVCFW SALSSSGGQE Caerin1.1 GLLSVLGSVAKHVLP HVVPVIAEHL Programm für heute, den 28.09.2011 ab 09:30 Uhr Führung durch die Blutegelzucht (Firma BioRepro) ca. 10:30 Uhr Labor: Schneiden von DNA ca. 11:00 Uhr kleine Pause ca. 11:30 Uhr Fortsetzung Schneiden von DNA, Gram-Färbung ca. 12:30 Uhr Abschlussbesprechung und evtl. Essen in der Kantine Einführung im Aufenthaltsraum Schneiden von DNA im Labor Gram-Färbung im Labor Gruppenfoto am Ende des Praktikums
