Die vorliegende Arbeit dient der Protokollierung des Großpraktikums Zytogenetik, welches im Rahmen des Studiums der Biologie an der Universität Duisburg-Essen vom 18.07.2011 bis zum 29.07.2011 abgeleistet wurde.
Sie beschäftigt sich, wie aus dem Titel bereits zu erkennen ist, mit dem Thema Zytogenetik und ist in drei inhaltliche Kapitel gegliedert.
Das erste, einleitende Kapitel befasst sich mit der Frage, was unter Zytogenetik zu verstehen ist und beschreibt dem Leser in diesem Zusammenhang die wichtigsten, ablaufenden Prozesse und Phänomene, welche für das Verständnis der im dritten Kapitel erläuterten Experimente von zentraler Bedeutung sind. Hierbei ist besonders auf das Unterkapitel zum Zellzyklus hinzuweisen, da dieser für die Zytogenetik von besonderer Relevanz ist.
Im sich anschließenden Kapitel werden die einzelnen Methoden, welche im Praktikum Anwendung fanden, kleinschrittig erläutert. Die jeweiligen Beschreibungen der Methoden sind dabei so ausgelegt, dass sie auch als praktische Arbeitsanleitungen nutzbar sind. Aus diesem Grund enthält jedes Methodenkapitel neben der Beschreibung des Vorgehens auch noch eine Material-/Geräteaufstellung sowie eine detaillierte, tabellarische Aufstellung der Arbeitsschritte.
Das letzte inhaltliche Kapitel gibt dann die im Praktikum durchgeführten Versuche sowie deren Ergebnisse wieder. An dieser Stelle werden dann auch eine ausführliche Diskussion der Ergebnisse zu jedem Experiment sowie ein übergreifender Vergleich der Ergebnisse aus den Experimenten durchgeführt.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Notwendiges theoretisches Vorwissen
2.1 Die Zytogenetik
2.2 Der Zellzyklus
2.3 Chromosomenaberrationen
2.4 Der Schwesterchromaitdaustausch (SCE)
2.5 Mikrokerne
3. Methoden
3.1 Ansatz einer Blutkultur (Suspensionskultur)
3.2 Präparation von Chromosomen
3.3 Präparation von CHO (Adhäsionskultur)
3.4 Giemsa-Färbung
3.5 Fluoreszenz-plus Giemsa (FPG) Färbung
3.6 UV-Bestrahlung
3.7 Eindeckeln von Präparaten
4. Experimente und Ergebnisse
4.1 Röntgenstrahlung-Experiment
4.1.1 Auswertung der Chromosomenaberrationen
4.1.2 Auswertung der SCE´s
4.1.3 Auswertung der Mikrokerne
4.1.4 Diskussion der Ergebnisse
4.2 Trenimon-Experiment
4.2.1 Behandlung der Zellkultur mit Trenimon
4.2.2 Auswertung der Chromosomenaberrationen
4.2.3 Auswertung der SCE´s
4.2.4 Auswertung der Mikrokerne
4.2.5 Diskussion der Ergebnisse
4.3 UV-Strahlen-Experiment
4.3.1 Auswertung der Chromosomenaberrationen
4.3.2 Diskussion der Ergebnisse
4.4 Eigenblutansatz
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit protokolliert die im Rahmen des Biologie-Studiums an der Universität Duisburg-Essen durchgeführten Experimente zur Zytogenetik, mit dem primären Ziel, die Wirkung verschiedener mutagener Einflüsse auf Chromosomen zu untersuchen und zu analysieren.
- Grundlagen der Zytogenetik und des Zellzyklus
- Methodische Vorgehensweisen in der zytogenetischen Laborarbeit
- Analyse der mutagenen Wirkungen von Röntgenstrahlung
- Untersuchung des mutagenen Potenzials von Trenimon
- Bewertung der Auswirkungen von UV-Strahlung auf das Genom
Auszug aus dem Buch
2.1 Die Zytogenetik
Der Begriff „Zytogenetik“ setzt sich aus dem Präfix „Zyto-“ und dem Nomen „Genetik“ zusammen. Das Präfix „Zyto-“ stammt vom griechischen Wort „kytos“ ab, welches mit Hohlraum bzw. Zelle übersetzt wird. In Kombination mit dem Wort „Genetik“ bedeutet es dann sinngemäß „Genetik der Zelle“.
Es wäre durch diese ursprüngliche Namensgebung zu vermuten, dass sich die Zytogenetik ausschließlich mit der Abstammung der Zelle und ihrer Vermehrung befasst. Jedoch leistet die Zytogenetik viel mehr als dieses. Die Zytogenetik beschäftigt sich nicht nur mit den Chromosomen, deren Organisation und der Sichtbarmachung dieser Strukturen durch Anfärbung, sondern auch mit der Wirkung von Mutagenen auf die Chromosomenstruktur und den damit verbundenen, möglicherweise auftretenden Beeinträchtigungen des Individuums.
So ist die Beteiligung der Zytogenetik an der Aufklärung von strukturellen sowie numerischen Chromosomenveränderungen, letztere werden auch als Genommutationen bezeichnet, von großer Bedeutung. Forschungen auf dem Gebiet der Genommutationen führten beispielsweise zur Entdeckung der Ursachen für Trisomie 21 (Down-Syndrom), für die Monosomie X (Turner-Syndrom) bei Frauen sowie für das Klinefelter-Syndrom bei Männern. Des Weiteren ist die Forschung im Bereich der Zytogenetik daran interessiert, wie sich beispielsweise Röntgen- und UV-Strahlung sowie chemische Substanzen (z.B.: Trenimon), welche zur Therapie von Krebspatienten eingesetzt werden, auf die Chromosomen und somit auf das Individuum selbst auswirken.
Das aus diesen Forschungen gewonnene Wissen kann dann für die Herstellung und Verbesserung der Therapiemöglichkeiten sowie der zu verabreichenden Medikamente genutzt werden. Somit lässt sich feststellen, dass die Zytogenetik eine für den Menschen wichtige Disziplin im Bereich der biologischen Forschung darstellt.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel beschreibt den Rahmen des Großpraktikums sowie den inhaltlichen Aufbau der Protokollierung.
2. Notwendiges theoretisches Vorwissen: Hier werden die biologischen Grundlagen vermittelt, die für das Verständnis der durchgeführten Experimente essenziell sind, wie der Zellzyklus und verschiedene Formen von Chromosomenschäden.
3. Methoden: Dieser Abschnitt dient als praktische Anleitung für die im Praktikum angewandten Verfahren, von der Blutkultur bis hin zu verschiedenen Färbetechniken und Bestrahlungsexperimenten.
4. Experimente und Ergebnisse: Dieses Kapitel stellt die durchgeführten Versuche mit Röntgenstrahlung, Trenimon und UV-Strahlen detailliert dar, inklusive der jeweiligen Datenauswertung und Diskussion.
Schlüsselwörter
Zytogenetik, Zellzyklus, Chromosomenaberrationen, Schwesterchromatidaustausch, Mikrokerne, Röntgenstrahlung, Trenimon, UV-Strahlung, Genommutationen, Mutagenität, biologische Dosimetrie, Blutkultur, Mitose, DNS-Schäden, Laborprotokoll
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert ein zytogenetisches Großpraktikum, bei dem die Auswirkungen mutagener Einflüsse auf die genetische Stabilität von Zellen untersucht wurden.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zu den zentralen Feldern gehören die theoretischen Grundlagen der Zytogenetik, die methodische Präparation von Zellkulturen sowie die Analyse von durch Strahlung und Chemikalien induzierten Chromosomenschäden.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die experimentelle Untersuchung und statistische Auswertung, wie verschiedene Dosen von Röntgenstrahlen, Trenimon und UV-Licht die Integrität von Chromosomen beeinflussen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es kommen verschiedene Methoden zum Einsatz, darunter Blutkulturen, Giemsa-Färbung, FPG-Färbung zum Nachweis von Schwesterchromatidaustauschen sowie der Mikrokern-Test zur Identifikation chromosomaler Defekte.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in drei experimentelle Blöcke, die jeweils die Durchführung, die optische Auswertung unter dem Lichtmikroskop und die statistische Diskussion der Ergebnisse umfassen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Chromosomenaberrationen, Mutagenität, Zellzyklus, Röntgenstrahlung, Trenimon und biologische Dosimetrie.
Warum ist die Trenimon-Behandlung für die Zytogenetik so relevant?
Trenimon ist ein S-Phase abhängiges Mutagen, dessen Untersuchung hilft zu verstehen, wie chemische Substanzen durch Quervernetzungen der DNA die Replikation stören können.
Welche Schlussfolgerung ergibt sich aus dem UV-Strahlen-Experiment?
Das Experiment zeigt, dass UV-Strahlung ab einer bestimmten Bestrahlungsdauer zu einem sprunghaften Anstieg geschädigter Zellen führt, was die Gefahren von Solarien und ungeschütztem Aufenthalt in der Sonne verdeutlicht.
- Arbeit zitieren
- Miriam Huschkatz (Autor:in), 2011, Praktikumsbericht Zytogenetik, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/267081
