Stützpunktschule Molekularbiologie

Zielsetzung und Konzeption

Das Helmholtz Gymnasium Heidelberg ist seit dem Schuljahr 2004/2005 Stützpunktschule® für Molekularbiologie und damit eine von sieben Stützpunktschulen im Bereich des Regierungspräsidiums Karlsruhe.

Stützpunktschulen sind Kontaktstellen zwischen außerschulischen und schulischen Bildungsaktivitäten und dienen somit als Schnittstellen zwischen Schule und Partnern aus Industrie, Hochschulen oder Forschungseinrichtungen. Sie wollen im Netzwerk der verschiedenen naturwissenschaftlichen Angebote regionale Ansprechpartner für Lehrer und Schüler, aber auch für Wissenschaftler verschiedener Forschungseinrichtungen sein.

Ziel ist es, den gymnasialen Unterricht nach Möglichkeit an wissenschaftlich und gesellschaftlich relevanten Themen zu orientieren. Einer der Schwerpunkte soll auf naturwissenschaftlichen Arbeitstechniken und Methoden liegen. Den umgebenden Schulen werden Praktika angeboten, die den Unterricht unterstützen, üblicherweise jedoch an den Schulen nicht durchgeführt werden können, da dort die spezielle Ausrüstung nicht zur Verfügung steht.

Inhaltlich wird zurzeit der sich stark entwickelnde Bereich der Molekularbiologie bearbeitet. Für Kolleginnen und Kollegen, die mit ihren Kursen ein solches Praktikum besuchen wollen, werden spezielle Kurse und begleitendes Unterrichtsmaterial angeboten.

Organisationsstruktur

Kooperationen

Das von der Initiative „Jugend und Wissenschaft“ angeregte Pilotprojekt wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Regierungspräsidium Karlsruhe Abteilung Schule und Bildung und dem Seminar für Didaktik und Lehrerfortbildung (Gymnasien) sowie dem KIT als Kooperationspartner realisiert. Die Geräteausstattung der Stützpunktschulen und das Verbrauchsmaterial für die Experimente werden fast ausschließlich über Spenden finanziert. Die Anschaffungen für die Stützpunktschule Helmholtz Gymnasium wurden unterstützt durch Spenden der Firma Pfizer und der Fonds der chemischen Industrie.

Seit November 2014 besteht die Kooperation von COS (Center for organismal studies Heidelberg) und den Stütz­punkt­schulen® für Molekular­biologie. Diese hat sich zum Ziel gesetzt, einen nachhaltigen Dialog zwischen Schule und Hochschule herzustellen und Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit zu geben, sich intensiv mit aktueller Forschung auseinanderzusetzen.

Außerdem möchten wir uns herzlich an dieser Stelle bei unserem Sponsor HBIGS (Hartmut Hoffmann-Berling International Graduate School of Molecular & Cellular Biology Heidelberg) unter der Leitung von Dr. Rolf Lutz bedanken.

Alle angebotenen Experimentierkits wurden in einer Zusammenarbeit von Stützpunktschulen, Dr. Rolf Lutz und dem Lernlabor des Explo Heidelberg entwickelt. Das Explo Heidelberg liefert uns die Verbrauchsmaterialien zu günstigeren Konditionen, auch dafür bedanken wir uns.

Regierungspräsidium Karlsruhe:

  • Rico Lippold,  Fachreferent Biologie

Kooperationspartner:

  • COS (Centre for Organismal Studies Heidelberg)
  • Klaus Tschira Stiftung gemeinnützige GmbH
  • HBIGS (Hartmut Hoffmann-Berling International Graduate School of Molecular & Cellular Biology Heidelberg)
  • KIT-Campus Nord (Karlsruher Institut für Technologie)
  • Universität Heidelberg
  • Deutsches Krebsforschungsinstitut Heidelberg (DKFZ)
  • Verband der chemischen Industrie VCI

Experimente

GeneProfile
(Vaterschaftsnachweis – Verwandtschaftsnachweis mittels PCR)

Es wird eine Vaterschaftsanalyse durchgeführt.
Bereitstehende DNA-Sätze von Vater, Mutter, Sohn und Tochter werden vorbereitet und dann im Thermocycler zunächst einer PCR unterworfen. Hierbei werden durch die Wahl der eingesetzten Primer bestimmte VNTR-Polymorphismen (variable number of tandem repeats) amplifiziert. Die Proben werden später parallel auf einem ethidiumbromidhaltigen Gel elektrophoretisch aufgetrennt. Die Banden werden über UV-Licht sichtbar gemacht. Das Bandenmuster ermöglicht eine einwandfreie Verwandtschaftsanalyse der untersuchten Personen.

ELISA
(Enzyme-linked Immunosorbent-Assay)

Simulation der Verbreitung einer HIV-Infektion mit nachfolgendem immunologischen Nachweis auf das virale Protein p24.
Jeder Schüler erhält eine eigene Serumprobe. Nur eine oder zwei Proben im Kurs sind positiv auf HIV-Proteine. Durch gezieltes Mischen der eigenen Serumprobe mit den Seren anderer Kursteilnehmer wird die rasche Verbreitung der Infektion simuliert. Die Auswertung erfolgt über den Nachweis der Infektion mittels eines direkten ELISA-Test auf das virale Protein p24.

GeneControl
(Genregulation – Nobelpreis-Experiment zur Genregulation nach Jacob-Monod)

Vergleich der Regulierbarkeit zweier E.coli-Promotoren anhand ihrer Genaktivität.

Das Lac-Operon von E.coli ist ein Beispiel für ein induzierbares System und wird sowohl positiv als auch negativ reguliert.
Im Experiment GeneControl wird die Transkriptionsstärke des E.coli-Lac-Promotors und eines anderen, unkontrollierbaren E.coli-Promotors in Abhängigkeit von unterschiedlichen Nähr­stoff­bedingungen quantitativ bestimmt. Hierzu wurden die zu analysierenden Promotoren mit einem lacZ-Gen fusioniert.

Huntingtin Test
(Gendiagnostik bei Chorea Huntington)

Es wird eine Gendiagnose auf eine Veranlagung für Chorea Huntington (HD) durchgeführt.

Es werden DNA-Proben einer Familie mit zwei Kindern untersucht. Der Vater ist zwar (noch?) frei von Symptomen, hat aber einen an HD erkrankten Vater. Es gilt nun herauszufinden …
ob der Vater selbst und die Kinder (keines, eines oder gar beide?) das mutierte Huntingtin-Gen in ihren Zellen tragen. inwieweit im Falle eines positiven Befunds die Länge der CAG-Sequenz Aussagen über den Zeitpunkt des Krankheits-Ausbruchs zulässt.
Bereitstehende DNA-Sätze von Vater, Mutter, Sohn und Tochter werden vorbereitet und dann im Thermocycler zunächst einer PCR unterworfen. Hierbei wird durch die Wahl der eingesetzten Primer ein Genabschnitt um den mutierten Bereich im Gen für das Protein Huntingtin amplifiziert. Die Proben werden später parallel auf einem ethidiumbromidhaltigen Gel elektrophoretisch aufgetrennt. Die Banden werden über UV-Licht sichtbar gemacht. Das Bandenmuster ermöglicht eine einwandfreie Aussage über eine genetische Analyse der untersuchten Personen.

Gel zur Gendiagnostik

Gel zur Gendiagnostik

Termine und Anmeldung

Angebote in diesem Schuljahr

  • GeneProfile (Vaterschaftsnachweis)
  • ELISA (HIV-Test)
  • GeneControl (Genregulation)
  • Genediagnostik bei Chorea Huntington (Huntingtin Test)

Ansprechpartner und Anmeldung

Deutschsprachige Praktika:

  • GeneProfile
  • Gendiagnostik bei Chorea Huntington
  • GeneControl, ELISA (HIV-Test):

Nicole Hummel: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.
Dr. Ina Frambach: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

Englischsprachige Praktika:

Dr. Ina Frambach: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

Bitte beachten Sie, dass Sie ein Schülerpraktikum mit Ihrem Kurs nur dann buchen können, wenn Sie das entsprechende Experiment in einer Lehrerfortbildung bereits kennen gelernt haben. Für die Schülerpraktika erheben wir einen Kostenbeitrag von € 2,- pro angemeldeten Schüler, um zumindest einen Bruchteil der entstehenden Kosten zu decken. Lehrerfortbildungen sind selbstverständlich kostenfrei.

Kontakt

Helmholtz-Gymnasium Heidelberg
Rohrbacher Straße 102
69126 Heidelberg

Tel.: 06221 / 37040
Fax: 06221 / 370420
E-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

Öffnungszeiten Sekretariat

  • Montag

    07.15 - 14.00 Uhr

  • Dienstag

    07.15 - 14.00 Uhr

  • Mittwoch

    07.15 - 11.45 Uhr

  • Donnerstag

    07.15 - 14.00 Uhr

  • Freitag

    07.15 - 13.00 Uhr