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f f i , # # GentechnoLOGISCH - Arbeitsblatt Nr. 2
Fragen zu Kapitel "Legosteine und Grundtechniken"
Kapitel "Gene neu kombinieren"
2.1) Rechts siehst du die Photographie eines Elektrophorese-Gels. Beschreibe,
a) wo sich der Plus-Pol befunden hat und wo der Minus-Pol.
b) welches die Laufrichtung des Gels war.
c) was genau die weissen Balken darstellen.
d) wie sich die weissen Balken oben von den weissen Balken unten auf dem Gel unterscheiden.
e) worum es sich bei den beiden identischen Bahnen am linken und am rechten usseren Ende des Gels handelt und was die Funktion der zahlreichen Banden ist.
2.2) Das abgebildete Gel zeigt die Produkte vier verschiedener Verdau-Anstze. Bei der verwendeten DNA handelt es sich um das in der Broschre erwhnte Plasmid pUC19. Es ist 2686 Basenpaare lang. Es wurden drei Restriktionsenzyme DdeI, EcoRI und BglI verwendet. In drei Anstzen wurde nur ein einzelnes Restriktionsenzym eingesetzt, in einem weiteren Ansatz wurden zwei Restriktionsenzyme zusammen verwendet. Die Grssen der Markerbanden sind (von unten nach oben): 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10'000. Unten findest du die Schnittstellen der drei Enzyme in pUC19.
a) Berechne die Anzahl und Lnge der resultierenden Verdauprodukte jedes Ansatzes und versuche, die vier Bahnen des Gels entsprechend zuzuordnen.
Hinweis 1: Fragmente mit hnlicher Grsse ergeben Banden nahe beieinander und erscheinen als breite Doppelbande.
Hinweis 2: Es ist eventuell hilfreich, sich das Plasmid als Kreis zu skizzieren und die Schnittstellen ungefhr an der richtigen Stelle einzuzeichnen.
Hinweis 3: Die durchgefhrten Verdaue haben rein demonstrativen Charakter und dienen keinem tieferen Zweck.
DdeI: Schneidet an der Stelle 171, 1081, 1490, 1656, 2196 und 2622
EcoRI: Schneidet an der Stelle 369
BglI: Schneidet an der Stelle 245 und 1813
b) Wie knntest du die relativ aufwndige Aufgabe von a) viel rascher lsen? Beschreibe.
2.3) Wenn man ein Stck DNA in ein Plasmid einsetzt, was hat man dann vor...? ( Schildere die beiden Mglichkeiten.
2.4) Zhle mglichst viele Eigenschaften von Plasmiden auf, die du in der Broschre kennen gelernt hast (Form, Bau, natrliches Vorkommen, Bestandteile, Funktion, ...)
2.5) Linus formuliert den Vorgang der Expression mit bildhaften Worten aus der Bauerei. Unten findest du einige solche Begriffe. Ordne sie passenden Begriffen aus der Molekularbiologie zu.
Bauplan
Arbeits-Kopie des Bauplans
"Gebautes Haus"
Bausteine, aus denen das Haus gebaut wird
Baumaschine, die das Haus nach dem Bauplan produziert
2.6) In der Broschre wird der genetische Code zwar erwhnt, aber es wird nicht nher auf ihn eingegangen. Hier findest du die so genannte Code-Sonne, die den Code zusammenfasst. Sie wird von innen nach aussen gelesen: Immer drei Nucleotide codieren fr eine Aminosure (diese sind nur in ihrer abgekrzten Bezeichnung angegeben). Eine Aminosure kann eventuell verschiedenen Tripletts zugeordnet werden. Versuche anhand der Codesonne die unten angegebene DNA-Sequenz in eine Aminosure-Sequenz zu bersetzen. Beachte, dass die DNA zuerst in RNA umgeschrieben wird. In der RNA ist Thymin durch Uracil ersetzt deshalb musst du ein U fr ein T nehmen.
Hinweis: Die mit "ochre", "amber" und "opal" beschrifteten Felder stehen nicht fr eine Aminosure, sondern fr den Abbruch der Aminosurekette entsprechende Trippletcodes stehen am Ende eine Gens. Ein Protein beginnt auch immer mit der Aminosure Methionin (Met).
bersetze folgende DNA-Sequenz in eine Amminosuren-Sequenz:
ATGCCCTCCGATCATTTGACCACATGA
2.7) Weshalb wohl kannte man die Aminosuresequenz von Insulin vor seiner DNA-Sequenz?
2.8) Auf Seite 19 der Broschre will Linus von Ella Beispiele fr alltgliche Produkte, die mittels Gentechnologie hergestellt wurden. In ihrer Aufzhlung erwhnt sie gentechnologisch hergestellte Enzyme in Waschmitteln. Praktisch alle modernen Waschmittel erhalten Enzyme. Enzyme helfen beim Waschen, indem sie Schmutzstoffe wie Fette (Fettflecken), Proteine (z.B. Milch-, Blutflecken) oder Strke (z.B. Saucen oder Kakaoflecken) abbauen. Das Problem mit normalen Enzymen ist aber, dass sie bei zu hoher Temperatur kaputt gehen. Ein Waschgang von 60 C und heisser wrde sie zerstren, das Waschmittel knnte nicht seine volle Wirkung entfalten. Die Lsung liess sich in der Natur finden: Es gibt Bakterien, die in heissen Quellen leben bei mehr als 100 C. Diese Bakterien besitzen ebenfalls Enzyme, die oben erwhnte Stoffe abbauen knnen. Und logischerweise funktionieren diese Enzyme auch bei sehr hohen Temperaturen noch ideal fr ein Waschmittel also. Wie brachten die Waschmittelproduzenten nun ihre leistungsfhigen Laborbakterien dazu, hitzestabile Enzyme herzustellen? Formuliere deine Vermutungen schriftlich.
GentechnoLOGISCH Arbeitsblatt Nr. 2 Seite PAGE 2
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