Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

  • vg1
  • biologi 2
  • teknologi og forskningslære x og 1

Gentesting av storfamilie

Vi undersøker genvariantene til personer i en storfamilie for å se hvordan sykdommen cystisk fibrose nedarves. Forsøket baserer seg på utstyrspakken Nature’s dice fra NCBE.

Utstyrspakken består av utstyr og laboratorieprotokoller (framgangsmåte) med gode illustrasjonar. Her gir vi en kort innføring av framgangsmåten.

Bakgrunnshistorie

Dere representerer familiemedlemmer i en storfamilie på 24 personer. Siden flere i familien har fått diagnosen cystisk fibrose, ønsker dere å ta en gentest for sykdommen. Dere har gitt blodprøve som det er isolert DNA fra. Fra dette DNA-et er genet for cystisk fibrose kopiert opp ved hjelp av PCR (polymerase chain reaction). Dere skal nå undersøke hvilken genvariant dere har av genet.

Framgangsmåten

Her er en kort oversikt over delene i forsøket:

  1. Kutting av DNA med restriksjonsenzymer
  2. Gelelektroforese
  3. Analyser resultatet

Detaljene finner dere i framgangsmåten beskrevet under vedlegg.

Faglig forklaring

Cystisk fibrose er en lungesykdom som skyldes at et protein i cellene i lungene ikke fungerer som det skal. Personene som har sykdommen får et seigt tykt slim i lungene og de er mer utsatt for bakterieinfeksjoner.

Cystisk fibrose er en er den vanligste autosomalt recessivt arvelig sykdommen vi kjenner. At sykdommen er autosomal vil si at genet for sykdommen sitter på de vanlige kromosomene, altså ikke på kjønnskromosomene. At sykdommen er recessiv vil si at man må arve genvarianten som gir sykdom fra begge foreldrene. Dersom man bare har en kopi av sykdomsgenet blir man ikke syk, men man er bærer av sykdomsgenet og kan overføre sykdommen til sine barn dersom man får barn med en annen som er bærer eller selv har sykdommen. Dersom to personer som er bærere får barn sammen, er det 25 prosent risiko for at barnet får sykdommen.

Genet for Cystisk fibrose ble kartlagt i 1989. Det ligger på den lange armen av kromosom 7.

Kommentarer/praktiske tips

Tell over hvor mange prøver det blir totalt slik at du har lager nok geler. Elevene bør få være med på å støpe gel også. Det kan gjøres i forbindelse med forsøket eller som egen øvelse.

Samme utstyrspakke kan brukes til å undersøke nedarving av en kjønnsbunden sykdom. Protokollen fra NCBE beskriver hvordan dere gjør dette.

NB! Fargeløsningen og gelelektroforesebufferen som følger med er ikke nok dersom man kjører flere geler samtidig i elektroforesekar.

Dersom dere har beholdere med is, kan elevene bruke det for å venne seg til at man jobber på is når man jobber med DNA og enzymer.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter Vg1 - studieforberedende utdanningsprogram
    • Bioteknologi
      • gi en oversikt over ulike former for medisinsk bruk av bioteknologi og diskutere muligheter og utfordringer ved slik bruk
      • sammenligne argumenter om bruk av bioteknologi og drøfte ulike faglige og etiske problemstillinger knyttet til disse
  • Etter Vg3 - påbygging til generell studiekompetanse
    • Bioteknologi
      • gi en oversikt over ulike former for medisinsk bruk av bioteknologi og diskutere muligheter og utfordringer ved slik bruk
      • sammenligne argumenter om bruk av bioteknologi og drøfte ulike faglige og etiske problemstillinger knyttet til disse

Læreplan i biologi - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

  • Biologi 2
    • Genetikk
      • forklare genetiske sjukdommar ved å bruke kunnskapar om arv og mutasjonar, og gjere greie for korleis samspelet mellom arv, miljø og livsstil kan påverke helsa hos menneska
    • Bioteknologi
      • formulere og drøfte problemstillingar kring bruk av gendiagnostikk og genterapi på menneske

Læreplan i teknologi og forskningslære - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

  • Teknologi og forskningslære 1
    • Teknologi, naturvitenskap og samfunn
      • beskrive prinsipper og virkemåte for noen moderne instrumenter i industri, helsevesen eller forskning, og gjøre rede for nytten og eventuelle skadevirkninger

Materialer og utstyr

Utstyrspakken Nature’s dice fra NCBE. Denne utstyrspakken inneholder nok utstyr til 2 gjennomføreringer med 24 elever eller grupper.

Innhold:

  • 1 fast volum 25 µl minipipette
  • 25 µg 1 kb DNA-størrelsesmarkør
  • 3 ulike DNA-prøver
  • 48 rør BamHI restriksjonsenzym (blå)
  • 48 1,5 ml prøverør
  • 2 g agarosepulver
  • 100 pipettespisser
  • 8 lag karbonfiber til elektroder (disse bruker dere hvis dere ikke har elektroforeseutstyr)
  • 50 ml TBE-buffer (10 x konsentrasjon)
  • 8 x 1.5 ml bromfenolblå lastebuffer
  • 50 ml Asur A farge for farging av gel (2X konsentrasjon)

Annet utstyr

  • mikropipetter (ikke nødvendig)
  • minisentrifuge (ikke nødvendig)
  • gelelektroforeseutstyr
  • ekstra gelelektroforesebuffer og gelfargingsløsning
  • vannbad eller inkubator som kan holde 37°C
  • termometer
  • stativ som kan ta 24 prøverør
  • slektstre

Utstyr pr gruppe

  • A4-ark i plast
  • linjal
  • merkepenn
  • beholder med is dersom dere har det (til å oppbevare prøven på før og etter inkubering)

Utstyr per elev

  • labfrakk
  • vernebriller
  • 3 par engangshansker