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Biotech und Bioinformatik für die BTAs von morgen

Eine anspruchsvolle Ausbildung, aber mit guten Einstellungsoptionen - das ist die Ausbildung zum biologisch-technischen Assistenten (BTA). An der Jörg-Zürn-Gewerbeschule in Überlingen kann man in zwei Jahren den Abschluss zum BTA machen und sogar mit Zusatzunterricht die Fachhochschulreife erlangen.

Die Schüler der BTA-Ausbildung während der Analyse im Labor. © Jörg-Zürn-Gewerbeschule

Die Jörg-Zürn-Gewerbeschule in Überlingen ist eine der ältesten Gewerbeschulen Deutschlands. Sie bietet verschiedene Schularten an, wie zum Beispiel das technische Gymnasium, die einjährige Berufsfachschule Elektronik oder auch die 2-jährige Berufsfachschule Metalltechnik. Ebenso ist das 2-jährige Berufskolleg für biologisch-technische Assistenten Teil der Gewerbeschule. „Die Ausbildung zum biologisch-technischen Assistenten (BTA) ist eine anspruchsvolle Ausbildung“, berichtet Dr. Wolfram Müller, Abteilungsleiter des Berufskolleg. Die Voraussetzung für die Ausbildung ist die mittlere Reife. „Bisher haben etwa 50 Prozent der Auszubildenden Abitur und 50 Prozent mittlere Reife“, erklärt Müller.

Die Ausbildung ist in zwei Schwerpunkte unterteilt: der sogenannte klassische Weg mit den Themen „Biologie und Biotechnologie“ und der Schwerpunkt „Bioinformatik und Molekularbiologie“. Bei beiden Ausbildungsschwerpunkten besteht zudem die Möglichkeit, die Fachhochschulreife zu erlangen. Im Schwerpunkt „Biologie und Biotechnologie“ werden im ersten Jahr Biologie und Chemie sowie mikrobiologische Arbeitstechniken vertieft. Im zweiten Jahr steht die Biochemie auf dem Programm. Im Schwerpunkt „Bioinformatik und Molekularbiologie“ wird unter anderem die Suche in weltweite Datenbanken und die Auswertung von DNA- und Proteinsequenzen gelehrt.

„Wir haben ein sehr breites Spektrum an Inhalten, denn es findet keine große Spezialisierung statt, und von der Ökologie bis zur Gentechnik sind sämtliche Inhalte enthalten“, so Müller. Auf der einen Seite der vom Land Baden-Württemberg getragenen und daher kostenlosen Ausbildung steht die klassische Biologie mit Zoologie und Botanik, auf der anderen Seite die Molekularbiologie. Weiterhin gibt es natürlich noch Chemie und Biochemie sowie Physik, Mathematik, Wirtschaft und Englisch.

Theorie und Praxis eng verknüpft

Pipettieren im Chemiepraktikum © Jörg-Zürn-Gewerbeschule

Im Bereich Bioinformatik war die Jörg-Zürn-Gewerbeschule die erste Schule in Deutschland, die diesen Ausbildungsschwerpunkt angeboten hat. Unterrichtet wird die angewandte Bioinformatik, die, laut Müller, ein gutes Basiswissen im ganzen molekularbiologischen Bereich voraussetzt. Dass Theorie und Praxis in der BTA-Ausbildung eng verknüpft sind, liegt auf der Hand. So wird im molekularbiologischen Praktikum auf die Software aus der Bioinformatik zurückgegriffen. „Ich lasse die Schüler zum Beispiel die Restriktionssites (Positionen von Restriktionsschnittstellen) im Bakteriophagen Lambda mit dem Computer berechnen“, berichtet Müller.

Die Klasse besteht in der Regel aus 24 Schülern. Im Praktikum werden diese in zwei Gruppen aufgeteilt, da so eine individuelle Betreuung der Schüler möglich ist. „Unsere Labore sind mit der entsprechenden Laborausrüstung ausgestattet. Der Bodenseekreis als Schulträger hat hier recht viel investiert“, so Müller. Zu der Ausrüstung zählen unter anderem ein S1-Labor, PCR- und Elektrophoresegeräte sowie ein Zellkultur-, Mkrobiologie- und Chemie-Labor. „Die Biochemie ist bei uns in erster Linie präparativ ausgelegt, also Proteinpräparation und -analytik“, erklärt Wolfram Müller. In der Molekularbiologie steht die DNA im Vordergrund. Während der gesamten Ausbildung ist Teamwork gefordert. Die Schüler arbeiten in den Praktika häufig in Kleingruppen und müssen ihr Material für den Unterricht selber herstellen.

Eigene Projektarbeit

Auszubildende im Praktikum der Mikrobiologie. © Jörg-Zürn-Gewerbeschule

Ein Praktikum in einem Unternehmen ist während der Ausbildung nicht verpflichtend. Viele Schüler machen jedoch in den Ferien Praktika in Unternehmen. „Diese Praktika finden häufig im Rahmen einer Projektarbeit statt“, erklärt der Abteilungsleiter. Das Thema der Projektarbeit können die Schüler zum größten Teil selber auswählen. Die Arbeit muss einen Praxisteil aufweisen, der auch in einem Unternehmen wie zum Beispiel der GATC Biotech AG stattfinden kann, einem häufigen Partner der Gewerbeschule. „Jeder Kollege betreut eine bestimmte Zahl an Schülergruppen“, erklärt Müller. Zu der Projektarbeit zählen drei Wochen praktische Arbeit. Als Vorbereitung müssen das Projekt definiert und die Materialien aufgelistet werden. Die Schüler stehen in ständigem Kontakt zu ihrem Betreuer und müssen als Abschluss der Projektarbeit eine 30- bis 40-seitige Dokumentation erstellen. „Der dritte Teil ist bereits Bestandteil der Abschlussprüfung: Er beinhaltet einen Vortrag vor allen Schülern und einem Dreiergremium an Lehrern, die später die Arbeit beurteilen“, erklärt Müller. Zudem erstellen die Schüler ein Poster über ihre Projektarbeit.

Die Abschlussprüfung der Ausbildung beginnt mit einer ganztägigen praktischen Prüfung in drei Fächern. Die Versuche ähneln denen, welche die Schüler bereits während des Unterrichts durchgeführt haben. Zudem gibt es schriftliche Prüfungen in vier Fächern, und in mindestens einem Fach müssen die Schüler eine mündliche Prüfung ablegen.

Ist die Ausbildung abgeschlossen, kommen viele der Absolventen bei renommierten Arbeitgebern der Region unter. „Wir stehen in engem Kontakt mit den Arbeitgebern und helfen auch bei der Vermittlung. Da es die Ausbildung an dieser Schule seit 1978 gibt, haben sich natürlich verschiedene Kontakte auch zu größeren Firmen wie Roche oder GATC ergeben und natürlich auch zu den Universitäten und Forschungsinstituten“, sagt Wolfram Müller.

Nachdem auch der Schwerpunkt Bioinformatik an die Arbeitgeber durchgedrungen ist, hat sich bereits ein großes Interesse entwickelt. „Zum Teil werden die Absolventen dieses Zweiges gezielt gesucht“, berichtet Müller. Der Lehrplan und auch die Lehrplanrevision für den Ausbildungszweig gingen von der Jörg-Zürn-Gewerbeschule aus. Viele der Lehrer haben bereits in der Industrie oder an Forschungsinstituten gearbeitet und wissen daher genau, wie die Anforderungen sind. „Über die Kollegen gibt es Verbindung zu den Instituten, was sich positiv auf die Schüler auswirkt“, so Müller.

Glossar

  • Ein Bakteriophage ist ein Phage Virus, das ausschließlich Bakterien infiziert. Phagen werden in der Gentechnik häufig als Vektoren benutzt.
  • Biotechnologie ist die Lehre aller Verfahren, die lebende Zellen oder Enzyme zur Stoffumwandlung und Stoffproduktion nutzen.
  • Desoxyribonukleinsäure (DNS / DNA) trägt die genetische Information. In den Chromosomen liegt sie als hochkondensiertes, fadenförmiges Molekül vor.
  • Die Gelelektrophorese ist eine Methode, um in ein Gel eingebettete Nukleinsäuremoleküle oder Proteine aufgrund ihrer Beweglichkeit in einem elektrischen Feld aufzutrennen. Die verwendeten Gele bestehen aus Agarose oder Polyacrylamid.
  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Gentechnik ist ein Sammelbegriff für verschiedene molekularbiologische Techniken. Sie ermöglicht, DNA-Stücke unterschiedlicher Herkunft neu zu kombinieren, in geeigneten Wirtszellen zu vermehren und zu exprimieren.
  • Die PCR oder Polymerase-Kettenreaktion ist eine molekularbiologische Methode, mit der kurze DNA-Abschnitte auf einfache Weise vervielfältigt werden. Man benötigt dazu lediglich die DNA-Vorlage, ein Enzym namens DNA-Polymerase, das die Vervielfältigung katalysiert, Ansatzstücke für die Polymerase, die sog. Primer, und die DNA-Bausteine, die sog. Desoxynukleosidtriphosphate. Gesteuert wird die Vervielfältigung über mehrere Zyklen von Temperaturerhöhungen und -senkungen.
  • Proteine (oder auch Eiweiße) sind hochmolekulare Verbindung aus Aminosäuren. Sie übernehmen vielfältige Funktionen in der Zelle und stellen mehr als 50 % der organischen Masse.
  • Bioinformatik ist eine Wissenschaft, die sich mit der Verwaltung und Analyse biologischer Daten mit Hilfe modernster Computertechnik, befasst. Dient derzeit hauptsächlich zur Vorhersage der Bedeutung von DNA-Sequenzen, der Proteinstruktur, des molekularen Wirkmechanismus und der Eigenschaften von Wirkstoffen. (2. Satz: mwg-biotech)
  • Eine Zellkultur ist ein Pool von gleichartigen Zellen, die aus mehrzelligen Organismen isoliert wurden und in künstlichem Nährmedium für Forschungsexperimente im Labor (in vitro) gehalten werden.
  • Biochemie ist die Lehre von den chemischen Vorgängen in Lebewesen und liegt damit im Grenzbereich zwischen Chemie, Biologie und Physiologie.
  • Die Molekularbiologie beschäftigt sich mit der Struktur, Biosynthese und Funktion von DNA und RNA und und deren Interaktion miteinander und mit Proteinen. Mit Hilfe von molekularbiologischen Daten ist es zum Beispiel möglich, die Ursache von Krankheiten besser zu verstehen und die Wirkungsweise von Medikamenten zu optimieren.
  • Molekular bedeutet: auf Ebene der Moleküle.
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