Keemiline kameeleon

Juba homme, 1.aprillil 2010 on Tartu Tamme Gümnaasiumis teadus- ja tehnoloogiapäev. Samas on ka avatud uste päev, mis annab erinevatele õppesuundadele võimaluse enda tegemisi kajastada. Selle päeva puhul tuli meil välja mõelda/otsida üks katse, millega noorematele esineda. Minu katse on puhtalt seotud keemiaga.
Kameeleon on teatavasti sisalikuline, kes suudab muuta oma nahavärvi. Minu katses keegi nahavärvi muutma ei hakka, see-eest muudab aga värvi üks lahustesegu.

Katseks vajalikud komponendid:
1) Kaaliumpermanganaat (KMnO4)
2) Valge suhkur (ehk sahharoos)
3) Naatriumhüdroksiid (NaOH)
4) Vesi
5) Vaja on ka kahte katseklaasi või kolvi

Ohutusest:
NaOH on inimkudedele söövitava toimega. Seega tuleb väga ettevaatlik olla nii puhta aine kui ka lahusega. Kui lahus on kuidagiviisi kokkupuutes nahaga, tuleb nahka voolava veega niikaua loputada, kuni libe/kipitav tunne on kadunud.

Katse ettevalmistus:
1) Esimeses katseklaasis/kolvis lahusta vees väike kogus KMnO4. Tuleb jälgida, et lahuse värv oleks roosakaslilla, mitte liiga violetne. Kui lahus jääb tumelilla, on ka järgnevad värvid liiga tumedad, et midagi aru saada. Ülitäpseid koguseid öelda ei saagi, tuleb lihtsalt katsetada.
2) Vala 100ml vett teise katseklaasi ning lisa umbes 500mg tahket NaOH-d ja umbes 1,5g suhkrut. Loksuta lahust seni, kuni suhkur ja NaOH on täielikult lahustunud.

Värvimuutus:
Vala kaaliumpermanganaadi lahus NaOH ja suhkru lahusesse ning loksuta õrnalt segamini. Seejärel jäta katseklaas seisma ning jälgi, kuidas värvid muutuvad lillakast kollase/pruunikani. Selleks kulub mõni minut, täpne aeg sõltub vee temperatuurist ja lahuste konsentratsioonidest. Märgates, et värvus püsib juba mõnda aega näiteks roheka värvuse juures, võib lahust jälle õrnalt loksutada, et protsessi kiirendada. Siia ka video: http://www.youtube.com/watch?v=dU5zNw2xAxI, kus kõik oma silmaga näha on.

Mis siis täpselt juhtus?
Permanganaat redutseerub (võtab elektrone juurde) aluselises keskkonnas tänu suhkrule. Suhkur on orgaaniline ühend, mis koosneb süsinikkudest, vesinikkudest ja OH-rühmadest. Sellised ühendid, mis sisaldavad -C(H)(OH)- struktuuri, loovutavad kergelt elektrone. Lihtne: suhkur loovutab elektrone, permanganaat liidab need endaga.
Suhkru struktuurivalem:

Alkoholrühm oksüdeerub ketoonrühmaks:
–C(H)(OH)– + 2OH– → –C(=O)– + 2H2O + 2e

Reaktsiooniks oli vaja ka NaOH ehk hüdroksiidi. Aluselises keskkonnas redutseerub permanganaatioon kõigepealt mangaaniooniks:

MnO4– + e → MnO42–
Kui kogu permanganaat on redutseerunud mangaaniks, on lahus ilus roheline. Kuna lahuses on veel suhkrut, redutseerub mangaan edasi:
MnO42– + 2H2O + 2e → MnO2 + 4OH–
MnO2 omab muidu pruuni värvust, kuid kuna teda on lahuses nii vähe, jääb tema värvus kollakaks.
Värvuste vaheldumine tekibki tänu sellele, et MnO4 oksüdatsiooniaste muutub pidevalt:
Värvide järjestus:
- violetne (MnO4 - ioonid)
- sinine (MnO4 3- ioonid)
- roheline (MnO4 2- ioonid)
- kollakas/oranžikas (Mn 3+ ioonid)
Väike pildirida:

Loodan, et saite natuke targemaks või vähemalt nautisite videot.
Annan veel ühe lingi, kust saab lugeda katse kohta inglise keeles: http://81.207.88.128/science/chem/exps/chameleon/index.html

Loomabiotehnoloogia

Neljapäeval, 4.detsembril käisime õppekäigul EMÜ-s ehk Eesti Maaülikoolis. Seekord kuulasime professor Ülle Jaakma loengut loomabiotehnoloogiast.
Selles EMÜ hoones (Kreutzwaldi 62) õpitakse loomaarstiks. Samuti on seal sigimisbioloogia osakond, kus tegeletakse erinevate haiguste väljajuurimisega geenidest ja loomade paljunemisega molekulaarsel tasandil.Biotehnoloogia jaguneb:1)Punane biotehnoloogia- biomeditsiin
2)Roheline biotehnoloogia- Loodus
3)Valge biotehnoloogia- tööstus
Selles hoones tegeletakse nii punase kui ka rohelise biotehnoloogiaga, ehk:1)Geneetiline analüüs, et defektse geeniga loom karjast välja selekteerida
2)Haiguste loommudelid- inimeste haiguste jaoks
3)Haiguste ennetamine ja diagnostika- erinevad vaktsiinid
4)Loomade täppispidamine ja selle abil toodangu omaduste ja kvaliteedi kujundamine- Masinad teevad ära enamuse tööst. Igal loomal on oma söömisrežiim, mida jälgivad robotid (suudavad õige looma karjast ära tunda ja just sellele loomale täpselt niipalju süüa anda, kui looma norm ette näeb).
5)Spetsiifiliste genotüüpide (kõikide rakutuuma geenide kogum) paljundamine
6)Loomade geneetiline modifitseerimine ehk tema geenide muutmine
Teatud genotüüpide paljundamine sigimise biotehnoloogia abil:1)Kunstlik seemendamine
2)Spermide sorteerimine
3)Embrüosiirdamine
4) Embrüote (viljastatud munarakkude) külmutamine
5)Embrüote in vitro (katseklaasis) tootmine
6) Kloonimine
Spermid on välimuselt üsna sarnased. Viljastamiseks peavad nad tungima läbi munaraku erinevate kihtide. Pull väljutab ühel korral 5-15 miljardit seemnerakku, mees aga 0,2-0,5 miljardit seemnerakku. Munaraku viljastab üks seemnerakk, teised hukkuvad. Seemnerakk ei tohi olla liialt hüperaktiivne, hüperaktiivsus tuleb talle kasuks alles siis, kui ta on juba munarakuni jõudnud.
X-ja Y-kromosoomidega spermide lahutamine:X-kromosoomi kandvad spermid on suuremad ja sisaldavad rohkem DNA-d. Y-kromosoomi kandvad spermid on kiiremad. Teadlased on välja mõelnud, et kui munarakk viljastub paari päeva jooksul pärast ovulatsiooni algust, on suurem tõenäosus, et sünnib poisslaps.
Spermide lahutamine sorteris:1)Värvaine inkubeeritakse
2)Spermid läbivad laserkiire
3) 2 detektorit mõõdavad fluorestsentsi intensiivsust ja spermide mõõtmeid. Spermid kogutakse kolme katseklaasi (Tulemusele vastavalt lahutatakse spermid elektriväljas).
Selekteeritud sperme kasutatakse selleks, et saada soovitud soost järglasi.
EMBRÜOTEHNOLOOGIA:
1)In vivo toodetud embrüote siirdamine
2) sügavkülmutamine
3)In vitro
Esimesed embrüosiirdamised 1950-ndatel olid kirurgilised, vajalik oli emakaloputamine
1976. aastal toimus esimene mittekirurgiline embrüosiirdamine


4) Tipplehmadelt saadakse rohkem järglasi. Kui tavaliselt sünnib lehmal korraga üks poeg, siis nüüd on võimalik saada 3-20 järglast aastas
IVF- võimalus toota odavaid embrüoid tapamaja lehmade munasarjadest võetud munarakkude baasil.
Blastotsüst- päisloode (7-8 päeva)
Moorula- kobarloode

Kloonimine:
Embrüod poolitatakse terava mikroskalpelliga ja mõlemad pooled taastavad puuduva raku. Arvatakse, et kloonitud loomad peaksid olema täpselt samasugused (nt lehmade puhul tootma täpselt samasuguse koguse piima). Eestis klooniti 10 paari vasikaid, kuid selgus, et nende piimatoodang erines üksteisest siiski päris palju.
Kloonimine keharaku siirdamise teel võimaldab toota kloone piiramatul hulgal. Esialgu võetakse loomalt nahatükike, kust saadakse rakud. Need rakud pannakse laboris kasvama. Seejärel saadakse tapamajast munarakk. Munaraku tuum võetakse peene kapillaariga munarakust välja ja üks naharakk võetakse elektriimpulsi abil laborist. Kemikaalidega aktiveeritakse munarakk paljunema. 7 päeva pärast on olemas embrüo, mis siirdatakse kasuemale.
Arvatakse, et 2007. aastaks oli kloonitud 18 loomaliiki, neist 4000 veist ja 500 siga.
Kloonimise miinus on see, et efektiivsus on küllaltki väike: 2-10% embrüotest areneb elusloomadeks. Samas aga on kloonitud loomad tavaliselt väga terved. Näiteks 2000. aastal klooniti maailma esimene piimakari.
-USA lubab kloonitud loomade saadusi müüa, Euroopa aga veel mitte.
TRANSGEENSETE LOOMADE TOOTMINE:
-Geenide koostis muudetudNende loomade saadusi ei tohi tarbida, sest nende ohutust pole suudetud tõestada.2000. aastal loodi GFP Bunny: GFP geen siirdati meduusilt jänesele, see geen tekitab fluorestsentsi (rohelist värvi), jänes helendas pimeduses.
FARMAATSIATÖÖSTUSE TOORAINE:-Geen, mis sisaldab inimesele vajalikku valku, et seda saaks ravimina kasutada.Lehmadele siirdatakse: 1)vereplasma valgud 2)kollageen 3)ensüümid 4)hormoonid (insuliin) 5)antikehad. Eesti üritab aretada insuliini tootvaid loomi.
Tunni teises pooles kuulasime minu jaoks üsnagi keerulist Mario Plaasi loengut, kes rääkis meile transgeensetest imetajatest. Üldiselt oli Tema jutust küllaltki raske aru saada ning oli ka keeruline tema slaide jälgida, kuid niipalju, kui aru sain, tuleb ikkagi üles märkida. Peamiselt tehakse erinevaid katseid hiirtega. Transgeensus tähendabki seda, et geeni kas paljundatakse mitmeid kordi või siis lülitatakse mingid vajalikud geenid sisse või välja (inglise keeles knock-in ja knock-out hiired). Näiteks: Tavaline hiir võib joosta 6m/s 30 minutit järjest. Nn. superhiir ehk siis hiir, kelle mingit geeni on paljundatud, võib joosta 6m/s 6 tundi järjest. Samuti on olemas fluorestsentsed hiired, kelle abil on võimalik tuvastada oksüdatiivse stressi tekke piirkond.Kimäär on organism, kes koosneb kahest eri tüüpi (eri liigist) rakkudest. Organism koosneb kahe erineva DNA-ga geenidest.Pärast loenguid nägime oma silmaga kloonimisruumi, munarakku ja sperme. Pean ütlema, et seekordne loeng oli küll huvitav, kuid ei jätnud väga suurt muljet. Ilmselt ootasin natuke enamat, kuna kõik eelnevad loengud on niivõrd põnevad olnud. Loomulikult sain uusi teadmisi ja oma ala tundjatelt on asju alati huvitavam kuulda. Üldkokkuvõttes jäi ka sellest õppekäigus positiivne mulje, kuid mõni asi jäi pisut kripeldama.
Lisan siia ka mõned inglisekeelsed lingid knock-out hiirte kohta, sest eestikeelset informatsiooni on vähe:


http://en.wikipedia.org/wiki/Knockout_mouse


http://www.knockoutmousestation.com/


http://www.spacedaily.com/reports/Transgenic_Animals_Produced_Using_Cultured_Sperm.html

Biotehnoloogia praktikum

Esmaspäeval, 17.novembril käisime taaskord Zooloogiamuuseumis, seekord tutvusime aga veregruppide määramisega ning saime natuke rohkem teada bakteritest.
Kõigepealt rääkis üks meesterahvas meile verest ja veregruppide määramisest, kuid et me asjast paremini aru saaksime, lasi ta meil endil veregruppide määramise kohe järgi proovida.
Jagunesime paaridesse ja pidime üksteiselt verd võtma, kuid kuna mina eriti verd ei talu, siis ei võtnud verd ja ei lasknud ka endalt verd võtta, kuid sain asjast aru. Esialgu öeldi meile, et verd võetakse alati sellest käest, mida kasutatakse vähem, enamasti vasakust käest ja alati 3.-või 4.-sõrmest (pöidlast lugedes). Sõrm jagatakse liigeste järgi kolmeks falangiks ja verd võetakse kõige ülemisest falangist. Kuna näpunahk on küllaltki paks, tuleb nõel nahast läbi suruda, aga mitte väga tugevalt vajutades. Nõel tuleks näpu sisse torgata umbes 15-kraadise nurga alt. Siin siis nimekiri asjadest mida me kasutama pidime:1) Salvrätik- nö. laudlinaks
2)Kummikindad- hügieen on väga tähtis
3)Veregrupiplaat- selline plaat, kuhu saab tilgutada 3 sorti lahuseid ja nende lahuste sisse omakorda ühe tilga verd
4)Skarifikaator- nõel
5)Kuiv vatitükk ja piiritusega vatitükk (nahapinna puhastamiseks)
6) Histoloogiline klaas- klaas, millega sõrmelt veretilk ära võtta ja mille abil see veretilk lahusesse viia
Esiteks tuli veregrupiplaadile tilgutada 1-2 tilka füsioloogilist lahust (0,9%-line NaCl lahus), 1 tilk sinist ehk antiA antigeenidega lahust ja 1 tilk kollast ehk antiB antigeenidega lahust. Seejärel tuli puhastada selle sõrme pind, kust verd hakatakse võtma, piiritusega vatitükiga ning uuesti kuiva vatitükiga kuivatada. Siis torkasime nõelaga näppu, esimese veretilga pühkisime sõrmelt ära, järgmised kolm tilka eemaldasime histoloogilise klaasi erinevatesse nurkadesse. Nüüd lisasime kolm veretilka eespool mainitud lahustesse. Et veri paremini lahusega seguneks, üritasime ettevaatlikult veregrupiplaati keerutada. Tuli jälgida, mis muudatused verega toimuvad, vaadata, kas sinises ja kollases lahuses toimunud muudatused on füsioloogilises lahuses toimunust erinevad. Minu paarilise veri oli kollases ehk antiB antigeenidega lahuses tükiline, sinises ehk antiA antigeenidega lahuses muutus veri pruunikaks, kuid tükki ei läinud. Järelikult on minu paarilisel B-veregrupp. Spetsialist rääkis meile veel pisut vere olemusest. Näiteks vereülekandel võiks verekogust tegelikult asendada ka füsioloogiline lahus või plasmad, kuid ometi tahetakse haiglates doonorverd. Verd kantakse üle erütrotsüütide ehk punaliblede pärast, kus on 30% hemoglobiini, mis transpordib hapnikku ja hapnik on organismile hädavajalik.
Veri ise koosneb 55% ulatuses plasmast ja 45% ulatuses rakkudest. Rakkude koguhulk verest on hematokrit, millest erütrotsüütide hulk on 4*5,5*10¹² l kohta. Veres on ka leukotsüüdid, mille eesmärk on immuunkaitse ning ka trombotsüüdid, mis tagavad vere hüübimise. Erütrotsüüdid transpordivad ka süsihappegaasi, tekib reaktsioon, mille saadused on vesinikioon ja karboanhüdraas.
Leukotsüüdid tagavad rakulise kaitse, neis on immuunoglobüliinid, mis toodavad antikehi. Erütrotsüüdi pinnal on hulk molekule (olenevalt veregrupist: A-või B- või AB-antigeenid). ABO süsteem avastati 1900. aastal Landsteineri poolt.
Antigeenne aktiivsus on ainult siis, kui olemas on ka antikehad. Nüüd siis väike tabel veregruppide seletamiseks:


Veregrupp Raku pinnal Plasmas


A antiA antigeen B-antikeha


B antiB antigeen A-antikeha


AB antiA ja antiB antigeenid -


0 - A ja B antikehad





Vale veregrupi ülekandmisel organismis hävitatakse erütrotsüüdid. Tänapäeval kantakse üle ainult erütrotsüütide mass (saadud tsentrifuugimisel), kus on ka vähene leukotsüütide hulk.Vale veregrupi ülekandmisel tegelikult surra ei saa, sest korraga antakse inimesele ainult 400ml verd, mis on üsna väike kogus.
Verel on punane värvus, sest hemoglobiinis on hapnikuga rikastatud raud, mis värvuse annab. Hemoglobiinid on 4mol hapnikku ja 1mol rauda. Mida vähem hapnikku on veres, seda tumedam on veri.
Verd liigitatakse ka Rh negatiivseks ja Rh positiivseks. Umbes 85% inimestest on Rh negatiivse verega. Rh negatiivse vere plasmas antikehasid algselt pole. Kui ema veri on Rh negatiivne ja lapse veri Rh negatiivne, siis raseduse ajal ei juhtu midagi, sünnitusel aga puutuvad erinevad vered kokku. Teise lapse sünd võib halvasti lõppeda, sest ema veri hakkab lapse veres leiduvaid rakke hävitama ja kahjustab last. Meditsiiniliselt on olukord siiski lahendatav (antikehad Rh vastu).


Mõned lingid:

http://wiki.e-tervis.ee/wiki/index.php/Veregrupid

http://et.wikipedia.org/wiki/Veregrupidieet




14.novembril toimunud tunni lõpus pidime tegema õhukülvi. Meile anti sellised karbikesed, mille sees oli sööde. Sööde loob bakterite eluks väga hea keskkonna. Sest sööde koosneb seerumist ehk verest saadud vedelikust, kus on olemas nii süsivesinikud, valgud kui ka mineraalid. Pidime selle karbiga mööda maja või väljas ringi käima, et sinna erinevaid baktereid koguda. Seejärel panime karbile kaane peale, karbid viidi toatemperatuuril pimedasse kappi. Kõige kiiremini kasvavad bakterid temperatuuril 37ºC, umbes 24h jooksul peaksid tulemused näha olema. Kuna aga meil jäi nädalavahetus vahele, siis pandigi need karbikesed toatemperatuurile. Enne, kui võisime oma karbikesi näha, rääkis meile üks naine, mida nemad bakterite abil korda on saatnud.
Kohtla-Järvel on suured tuhamäed, mis tekivad kivisöega kütmisest. Põlevkivist toodetakse keemiat, alles jääb jääkaine (poolkoks), mis viiakse samuti mäkke. Nende tuhamägede juures on ka nn. õlijärved. Lehmad söövad reovee lähedal olevatel karjamaadel ja nii puutume ka meie kogu selle saastatusega kokku. Poolkoksimäe probleem ongi saastatus, mis satub nii õhku, pinnavette kui ka põhjavette (kuni Soome laheni välja). Üks grupp inimesi uuriski, kas bakterite abil oleks võimalik neid tuhamägesid hävitada. Selle jaoks tehti 4 katselappi (muru, liiv jne).
Biolagundamisel on 3 olulist punkti:*Lagundatava ühendi struktuur
*Keskkond, kus lagundama hakatakse.
*Elusorganismid, kes lagundama hakkavad
Nendele lapikestele viidi erinevaid baktereid ja nähti ka tulemusi. Bakterid hakkasid toituma fenoolist ja õliühenditest, leiti mitmeid erinevaid mikroobi liike. Taimed katselapikestel mõjusid hästi mikroobide tekkele, need omakorda sõid ära kemikaale. Bakterite üldarv väga ei muutunud, kuid juurde tekkis spetsiaalseid lagundajaid.Kokku leiti 74 erinevat liiki mikroobe, millest
*Poolkoksis: 27 erinevat liiki
*Murul: 56 erinevat liiki Kattusid ainult 9 liiki mikroobe.
Ja kogu seda eelnevat protsessi nimetatakse fütoreneretsiooniks.
Tehti veel üks eksperiment: Kastmisel viidi keskkonda 1ml=100 miljonit bakterirakku. Iga grammi mulla kohta viidi seega juurde 10 000-100 000 rakku. Ka jõeveest isoleeritud väga head lagundajad viidi mulda. Katse efekt: õli oli rohkem ära söödud.
Veel nimetati meile kahe mikroobi nimed:

Pseudomonas putida- mikroob kastekannus
Escherichia coli- soolekepike ehk E.coli-bakter



Nüüd saime näha ka enda õhukülvi tulemusi.

Selline nägi välja meie karbike. On näha, et tekkinud on mitmeid moodustisi ja ühes nurgas võis leida isegi pisut hallitust. Meie karbis oli näha ka kollakaid laike. See värvus tulenes sellest, et mikroobid kaitsevad ennast pigmendi abil UV-kiirguse vastu. Kuna meie käisime oma karbiga pikalt ka õues, siis on üsna loogiline, et sinna ka värvusega mikroobe sattus. Mis elukad seal täpselt olid, ei osanud aga spetsialist öelda, teatades, et enne peab neid ikka natuke uurima. Igatahes soovitas ta karpe mitte lahti teha, sest ei tea kunagi, kui jubedad bakterid karpi sattuda võivad.
Sellega meie praktika ka lõppes. Peab ütlema, et jällegi oli väga huvitav tund, kuigi väsimus oli lõpuks ka juba tappev. Samas sain teada mitmeid selliseid asju, millest varem isegi kuulnud polnud või millesse polnud kunagi täpsemalt süvenenud. Jään praksiga jälle väga-väga rahule!

Geenitehnoloogia

Reedel, 14.novembril käisime Tartu Ülikooli Zooloogiamuuseumis täpsemalt tutvumas geenitehnoloogiaga. Noormees Kaarel, kes need 3 tundi läbi viis, oli väga sõbralik ja aktiivne ning tema jutust oli kohe võimalik aru saada. Klassiruum, kus me olime, oli küllaltki suur ja täis igasuguseid huvitavaid instrumente, mida me aga kohe näppida ei tohtinud. Esialgu tutvusime nende esemetega, mida meil oma katse läbiviimiseks vaja oli. Põnevaim nende seast oli kindlasti automaatpipett, millega päris pikalt harjutasime, et õige tunde kätte saaks. Automaatpipett on siis selline pipett, millel on võimalik ülitäpselt ära määrata aine kogus(mikroliitrites). Automaatpipette oli 4 erinevat varianti, igaühel neist oli isesugune näidik(10-100 mikroliitrit, …-1000 mikroliitrit jne). Alustuseks pidime pipetiga lihtsalt vett ühest tuubist (või siis tjuubist nagu Kaarel öelda armastas) teise tuubi tõstma. Kuna see kõigil väga hästi välja tuli võisime edasi minna katse juurde. Katse eesmärk oli DNA restrikteerimine, mis tähendab, et me lõikasime DNA mitmeks erinevaks osaks, et seda DNA-d oleks võimalik täiustada (teha DNA nt mingi haiguse suhtes vastupidavamaks).
Täpne juhis:
Ühte 1,5 ml tuubi pipeteerige kokku:
7µl vett
1µl lõigatavat vektorit
1µl spetsiaalset puhvrit
2µl ensüümi
3µl värvi
Tee vortex, fuugi alla ja pane proov inkubeerima õige temperatuuri juurde 30 minutiks.
Seletan siis lahti, mida kõik need üsna rasked sõnad tegelikult tähendavad.Lõigatav vektor on DNA. See pole mitte looma ega inimese DNA, vaid kasutasime hoopis bakteri faagi (ehk bakteri viiruse) DNA-d, millelt on viiruslikud geenid välja lõigatud, nii et inimene sealt mingit viirust ei saaks.
Spetsiaalne puhver on selline aine, mis loob sobiva keskkonna DNA lõikumiseks.
Ensüüm on ainevahetusreaktsioone põhjustav ja kiirendav orgaaniline aine. Iga laudkond sai erineva ensüümi, meie ensüümiks oli BsurΙ.
Niisiis lisasime kõik need ained tuubi kokku (v.a. värv, mille lisasime pisut hiljem) ja tegime vortexi. Vortex tähendab põhimõtteliselt seda, et segasime masina abil vektori, puhvri ja ensüümi korralikud segamini. Fuugist ei saanud ma eriti aru, kuid need tuubid läksid mingisugusesse aparaati, mis töötles seda segu veelgi. Viimaks panime tuubi 37°C juurde 30 minutiks inkubeerima. Kuna meil jäi 30 minutit ooteaega, siis seletas Kaarel, mille jaoks kogu see kupatus tarvilik on. Nimelt lõigatakse lõikeensüümiga rõngjas molekul katki ja viiakse molekuli sisse vajalik geen (geen, mida nt uurida tahetakse) ning seejärel viiakse see molekul omakorda bakteri sisse. Bakteris oleva genoomi kõrval hakkab see molekul tootma vajalikku valku (nii saadakse nt pesupulbrit ja mitmesuguseid ravimeid). Meie tegelesimegi siis sellega, et lõikasime lõikeensüümiga DNA katki. Erinevad ensüümid teevad erineva arvu lõikeid (1-11 lõiget). Inkubatsioon tehtud, lisasime saadud segule veel sinist värvi, et need lõiked hiljem korralikult nähtavad oleksid. Järgnes elektrolüüs vesivannis. Kõikide õpilaste segud pandi geelile vesivannis ning seejärel tehti elektrolüüs (see võttis umbes 15 minutit aega). Pärast veerandtunnist ootamist elektrivool katkestati ning vesivann kaeti mingisuguse kattega. Tuled kustutati ära ja kõigil oli võimalus näha oma helendavat DNA-d. Nimelt, elektrolüüsi tulemusena hakkasid DNA-d liikuma (lühikesed ehk mitme lõikega molekulid liiguvad kiiremini ja pikad ehk ühe-kahe lõikega molekulid liiguvad aeglasemalt). Mida rohkem lõikeid ensüüm tegi, seda kaugemale jõudis ka DNA ning seda kõike oli pimedas võimalik näha. Kokkuvõttes ütles Kaarel, et kõigi töö tuli suurepäraselt välja. Minule jäi sellest õppekäigust jällegi ainult väga hea mulje, sest me saime niipalju asju ise, oma kätega teha, mitte ei pidanud lihtsalt kuulama ja vaatama. Just igasugused põnevad masinad ja võimalus hiljem tehtu tulemust oma silmaga näha, tegid selle õppekäigu eriti nauditavaks. Sain ka palju huvitavat teada, nii et reedese päeva võib igati kordaläinuks tunnistada. Aitäh õpetaja Tokkole ja Kaarlile, kes meile niisuguse huvitava tunni pakkusid.
Mõned lingid, kust natuke lisa lugeda:
http://et.wikipedia.org/wiki/Ens%C3%BC%C3%BCm
http://www.bio.davidson.edu/Courses/Molbio/MolStudents/spring2003/Keogh/plasmids.html
http://www.chromdb.org/rnai/vector_info.html

Ja mõned pildid:

Eesti Maaülikool ehk EMÜ (Endine EPA - Eesti Põllumajandusakadeemia)

Neljapäeval, 23. oktoobril käisime Eesti Maaülikoolis tutvumas mikromeiereiga. Mikromeierei on EMÜ Veterinaarmeditsiini ja loomakasvatuse instituudi, toiduteaduse ja -hügieeni osakonna õppe-, katse- ja arendustöö laboratoorium, mis käivitati alles 2007 aasta septembris.
Mikromeiereis tehakse nii regulaarset õppetööd, täiendõpet kui ka teadustööd. Mikromeiereis saab lahendada Eesti piimatööstuste probleeme (nt. üliõpilaste uurimustööde kaudu). Meie giid rääkis ka, et „Tere“ piimatööstus on käinud mikromeiereis osasid tooteid välja töötamas.
Meie ekskursioon algas sellega, et pidime jalga panema sinised kilesussid ja oma käed väga hoolikalt ära pesema, sest piima sisse ei või mingil juhul pisikuid sattuda. Seep, millega oma käed pesime, lõhnas tugevalt piirituse järgi, ja seda seetõttu, et piiritus tapab baktereid kõige efektiivsemalt. Võimalikud bakterid hävitatud, kuulasime väikest loengut sellest, mis täpselt piimaga enne kauplusesse jõudmist juhtub. Pärast loengut nägime aga kõike oma silmaga ning saime ka ise osasid asju proovida. Nüüd kõigest sammhaaval.
Kõigepealt tuuakse piim tohutute autodega kohale, seejärel pumbatakse piim autodest mahutitesse ja mahutitest omakorda läheb piim ringlusesse. Esimese sammuna määratakse piima rasvaprotsent masina abil. Ka meie mõõtsime piima rasvaprotsendi, milleks saime 4,38%. Poepiim pole aga teatavasti nii rasvane, seetõttu tuleb piim lahjendada. Edasi läheb piim separaatorisse, kus piimast eraldatakse koor ja lõss. Kuna koor on lõssist raskem, siis piimast saadud koor eraldub alumist kraani mööda ja lõss ülemist kraani mööda.
Separaator.
Proovisin ka ise eraldunud koort ja pean ütlema, et minu arvates ei olnud see eriti maitsev.
Nüüd lisatakse löss lehmapiimale (mida pole separeeritud) ja mõõdetakse uuesti piima rasvasisaldus. Kui see klapib soovituga, siis võib piima edasi töödelda.
Edasi läheb piim homogenisaatorisse, kus piimas olevad suured rasvatilgad suure rõhu all (kuni 70 bar) pikaks venitakse, nii et hiiglaslikud rasvatilgad lagunevad väiksemateks rasvatilkadeks, mis ei suuda enam piima pinnale tõusta (Maapiima puhul tekib piima pinnale seismisel väga kiiresti rasvakord).
Homogenisaator
Viimaks piim pastöriseeritakse, mis tähendab, et piima kuumutatakse temperatuuril 72-74°C 15-20 sekundit, et häviksid piimas olevad bakterid. Mõnikord kasutatakse ka kõrgkuumutamist, mis tähendab, et piima kuumutatakse 1-3 sekundit temperatuuril ~144°C. Pastörisaatori juures on huvitav see, et kohe kui piim on kuumutatud, jahutatakse see uuesti maha. Pastörisaatoris on nimelt ka külma veega täidetud anum ja kui piim mööda toru sellest anumast läbi läheb, jahtub ta maha.
Pastörisaator
Kõik seadmed vastavad tänapäeva hügieeninõuetele, on tehnilistelt lahendustelt kaasaegsel tasemel ning on varustatud andurite ja kontrolleritega tüüpiliste parameetrite automaatseks mõõtmiseks, salvestamiseks ja arvutitöötluseks.
Sellega piimatöötlus lõpeb. Nüüd tuleb piim vaid pakendada ja poodidesse saata. Mugav, kas pole? Lisaks erinevatele piimatöötlemisseadmetele nägime veel mitmeid erinevaid seadmeid, mille täielikku tööprotsessi mõista ei suutnud. Kõige paremini jäi neist seadmetest meelde Jäätisemasin. Giid teatas meile veel ühe üsna jahmatava fakti: jäätis sisaldab 80% ulatuses õhku, nii et ostes jäätist, maksame kõik tegelikult õhu eest. Samuti rääkis meie noor giid, et tema ise on kaks korda jäätise tegemisel jänni jäänud, alles kolmandal korral sai ta masina tööpõhimõttele korralikult pihta. Üks kord olevat aga nii õnnetult läinud, et kogu labor oli jäätiseplöga täis…


Veel tutvustati meile vaakumaurutit. Antud masin eraldab mahladest kogu vee, nii et alles jääb ainult konsentraat. Kindlasti olete mahlapakkidel lugenud, et see mahl on valmistatud konsentreeritud õunamahlast. See tähendabki, et õunamahlast on vaakumaurutis välja aurutatud kogu vesi ja alles jääb puhas mahl ehk konsentraat.
Vaakumauruti

Veel saime uudistada võimasinat, juustuvanni ja sublimeerimisseadet.
Nii lõppes meie väike ringkäik. Tehnoloogia õpetaja uuris giidilt, mis saab neist inimestest, kes Maaülikooli piimatehnoloogiat õppima tulevad. Giid rääkis, et nn. piimaspetsialistidest on Eestis praegusel ajal väga suur puudus. Erinevad piimatööstused helistavad tudengitele alles õppimise ajal ja küsivad, kas õppurid ei tahaks neile tööle tulla. Enam ei võeta tööle inimesi tänavalt ja ei koolitata neid, sest inimesed kaotavad mõne aja pärast lihtsalt huvi ja lahkuvad töölt ning koolitusraha ongi jälle raisku läinud. Seetõttu otsitakse spetsialiste, neid aga on väga-väga vähe. Tudengid, kes Maaülikooli lõpetavad, võivad jääda Maaülikooli õppejõuks, kuid väga sageli saavad neist erinevates piimatööstustest tootearendusjuhid. Just nimelt, juhid…
Arvan, et õppekäik mikromeiereisse oli väga vajalik. Sain taaskord kogemuste ja teadmiste poolest rikkamaks. Samuti leian, et niiviisi oma silmaga näha ja käega katsuda on palju huvitavam, kui lihtsalt koolipingis istuda ja tuimalt õpetaja loengut kuulata. Loodan, et inimesed, kellel on võimalus, käivad ja kaevad ka ise, mis seal mikromeiereis siis ikkagi tehakse. Minu muljed on igati positiivsed.
Uuri lähemalt:
http://www.emu.ee/356229

Tartu Õlletehas

16. oktoobril toimus õppekäik Tartu Õlletehasesse. Uksel võttis meid vastu vanem, aga väga muhe meesterahvas. Esmalt viidi meid ruumidesse, kus õlu valmistamine toimub. Ruumides oli palju väga suuri mahuteid, millest igaühes toimus erinev protsess. Ninna tungis kohe üpriski tugev lõhn ja imestasin endamisi selle üle, kuidas inimesed seal töötada suudavad. Kuid ilmselt on see neile juba nii tavaline, et ei panegi seda tähele. Edasi viidi meid ruumi, kus toimus pudelite täitmine joogiga ning kiletamine. Kogu protsess toimus muidugi masinate abil. Samuti räägiti meile õlletehase ajaloost ja kõige lõpetuseks saime ka ise mõningaid jooke degusteerida. Selline on siis lühike kokkuvõte, kuid räägin nüüd ka pisut pikemalt.

Õlletehase ajalugu:
Tartus on ilmselt pruulitud õlut umbes sama kaua, kui küpsetatud leibagi. Müügiks pruulimise kord sätestati aga Tartu suurgildi pruulimiseeskirjas, mida esimest korda mainitakse aastal 1461. Koduõlle pruulimisest kasvas paar sajandit hiljem välja õlle valmistamine tööstuslikul viisil- 1783.a loodi Tartu pruulikompanii.
19. sajandi esimesel poolel alustasid Tartus tööd mitmed pisikesed eraõllevabrikud. Eesti vanima järjepidevalt tegutseva õlletehase - A. Le Coq'i - otsesteks eelkäijateks Tartus on B. J. Hesse (1800) ja J. R. Schrammi (1826) õllevabrikud. Nendest ettevõtetest kujunes aja jooksul suurettevõte AS Tivoli, millele uus omanik andis 1913. a. nime AS A. Le Coq. Ettevõttega liideti hiljem veel kaks 1863. a. rajatud väiksemat õlletehast - Gambrinus ja Livonia.
1893. aastal koliti õlletehas (toonase nimega Tivoli) Tähtverre, kuhu juba 1879. aastal olid rajatud uued mahukad laagrikeldrid. 19. sajandi lõpuks oli Tartust kujunenud tõeline õllelinn - siin töötas juba 6 õlletehast.
Joogikaubandusega tegelenud firma A. Le Coq & Co. rajas 1807 Preisimaal samanimeline perekond.1820. aastatel asus Albert L. J. Le Coq Londonisse, et seal kaubelda perekonna veinimõisa toodetega. Peagi hakkas ta veiniäri kõrval oma nime all villima ja eksportima vene keiserlikku stout'i. Selle erilise tumeda ja kange pinnakääritusõlle tellis ta Londoni suurõlletehastelt, kus jook pruuliti spetsiaalselt Vene turu maitse-eelistusi arvestades.
A. Le Coq'i omanikud ostsid märtsis 1912 õlletehase kõik aktsiad. Ettevõtte arendamiseks asutati 16. mail 1912 Londonis aktsiaselts A. Le Coq Ltd. ja Tartu õlletehas hakkas tegutsema selle Venemaa tütarfirmana.
Jaanuaris 1941 nimetati riigistatud ettevõte Tartu Õlletehaseks. Teise maailmasõja päevil 1941-1944 tegutses riiklik ettevõte Bierbrauerei Dorpat, mille toodangust 80% läks Saksa sõjaväe tarbeks.
1995. aastal erastati Tartu Õlletehas uuesti ja see hakkas kandma nime A. Le Coq.
Alates aastast 2004 on A. Le Coq suurim joogitootja Eestis.

Õlle tehnoloogiline protsess:

Põhitoorained:
vesi, linnas, humal, pärm

Tehnoloogia:
1.Meskimine
2.Filtreerimine
3.Keetmine
4.Selgindamine
5.Käärimine ja laagerdamine
6.Separeerimine, filtreerimine
7.Blendimine
8.Karboniseerimine ja pastöriseerimine
9.Villimine

1. Meskimine
Linnas jahvatatakse veskis ja segatakse meskikatlas kuuma, eelnevalt töödeldud veega. Algab meskimine – jahvatatud linnase ja vee segu töötlemine vastava temperatuurigraafiku järgi. Meskimisel suhkrustatakse linnases leiduv tärklis ning tekib maltoos, s.o disahhariid, mida pärm suudab kääritada alkoholiks. Meskimisel lõhustuvad ensüümide toimel ka valgud. Valkudel on suur tähtsus valmis õllele: need annavad õllele maitse ja värvi, võivad muuta õlle häguseks ning mõjutavad selle säilivust. Valkude lagunemise vaheastmetena moodustuvad erinevad ained, millel on väga tähtis osa õlle lõhna- ja maitseomadustele ning säilivusele, samuti on need tähtsad pärmide toitained.

2. Filtreerimine
Saadud mass – meski – pumbatakse üle filtreerimiskatlasse, mille põhi on kaetud sõeltega, lastakse mõnda aega seista ja siis võetakse ära algvirre, st vedelik meskist. See suunatakse vahemahutisse. Järelejäänud massi pestakse kuuma veega, mis samuti lastakse vahemahutisse. Filtreerimiskatlasse jäänud mass, nn raba, suunatakse rabamahutisse ning müüakse loomasöödaks.

3. Keetmine
Saadud kuum vedelik – virre – suunatakse keedukatlasse. Virre aetakse keema. Keetmise käigus valgud koaguleeruvad (virre läheb selgeks) ning virre saavutab õige tiheduse, fermendid lõhustuvad. Keetmise käigus lisatakse ka humalad – mõruhumal ja aroomhumal.

4. Selgindamine
Keetmise lõpus pannakse virre katlas pumpade abil pöörlema. Algab n-ö selgindamine. Vedeliku pöörleval liikumisel koguneb seal olev sade ja hägu mahuti keskele (teeklaasi-efekt). Keskele kogunenud raskemad osakesed sadenevad mahuti põhja ning teevad võimalikuks vedeliku sademest eraldamise. Katlasse jäänud tahke osa suunatakse õlleraba hulka.

5. Käärimine ja laagerdamine
Selgindatud kuum virre jahutatakse maha, aereeritakse, st küllastatakse hapnikuga ja suunatakse käärtanki. Virde voolu doseeritakse vajalik kogus pärmi. Algab käärimine. Seejärel nn roheline õlu jahutatakse, eraldatakse pärm. Pärm võib minna taaskasutusele või utiliseerimisele. Sellele järgneb laagerdamine ning stabiliseerimine miinuskraadide juures. Käärimisprotsessis tekib virdesse alkohol ja eraldub süsihappegaas, mis osaliselt lahustub ka õlles. Selle protsessi lõpp-produkti võib juba nimetada õlleks.

6. Separeerimine, filtreerimine
Stabiliseeritud õlu segatakse süsihappegaasiga ja separeeritakse õlleseparaatoris, st eraldatakse suurem osa õllesse jäänud pärmist. Separeeritud õlu filtreeritakse.

7. Blendimine
Filtrist väljub juba täiesti selge õlu, mis suunatakse järelfiltrisse ja seejärel läbi blenderi, kus kontrollitakse ning seatakse alkoholi ja süsihappegaasi sisaldust. Edasi läheb õlu villimistsehhi juures asuvatesse valmisõlle tankidesse.

8. Karboniseerimine ja pastöriseerimine
Valmis õlu läbib karbonisaatori, kus kontrollitakse veel kord selle süsihappegaasi sisaldust, mida vajadusel korrigeeritakse, ja pastörisaatori, mis tagab õlle mikrobioloogilise puhtuse.

9. Villimine
Pestud pudelid läbivad enne villimist kontrollseadme, mis eemaldab defektsed pudelid. Pärast villimist toimub etikettimine, lasermarkeerimine ja nivookontroll.

Edasi toodang pakendatakse, ladustatakse ja müüakse.

Mõned küsimused ja vastused

1. Kust saab Tartu Õlletehas villimiseks klaastaarat?- Klaastaara kogutakse kogu Eestist kokku Rannu maakonda. Tartu Õlletehas omakorda ostab klaastaara Rannu vallas olevast jäätmehooldusest.

2. Kas Tartu Õlletehas on planeeritud keskkonnasõbralikult?- Jah. Tehas on õlletootmisega tegelenud juba väga pikka aega, seetõttu on õlletehas usaldusväärne, hea maine ja kogemustega. Samuti on Tartu Õlletehase asukoha ümbrus alati olnud üsna puhas ja korras. Pealegi vabanetakse jäätmetest: rabamass müüakse loomasöödaks, taara viiakse konteineritesse.

3. Milline Tartu Õlletehase toode on olnud kõige suurema läbimüügiga? Mis on selle põhjuseks?- Kõige populaarsem toode on Limonaad Traditsiooniline. Suures osas on selle põhjuseks limonaadisiga Limpa. Erinevad kampaaniad ja lapsesõbralikud reklaamid on ostjaid meelitanud. Ja muidugi ei pea pettuma limonaadi maitses!

Minu mõtted:
Tegelikult oli käik Õlletehasesse üsna meeldiv. Kujutasin kogu seda maja hoopistükis teistsugusena. Õlletehase muuseumi väljapanekud olid väga huvitavad (erinevad vanaaegsed seadmed: kõik käis ainult käsitsi) ja ka giidi jutt sinna juurde oli täiesti professionaalne. Mis minu jaoks puudu jäi oligi tegelikult korralik giid. See vanem härra oli küll väga sümpaatne, kuid tema juttu ei olnud selle müra sees tihti kuulda ning kohati rääkis ta ka ebaolulist infot. Giid oli asjakohane, kuid arvan, et noortele võiks giidiks olla keegi noortepärasem. Siiski jäi mulle Õlletehase külastamisest ainult positiivne mulje ja ma leian, et Õlletehases võiks iga tartlane korra ära käia. Oleme ju ikkagi kõige tähtsam joogitootja Eestis!

Lisan mõned lingid:
http://www.alecoq.ee/est/life/uudised/?newsID=2281
http://www.postimees.ee/030107/esileht/majandus/237051.php?r=
Üleüldine info: http://www.alecoq.ee

Mõned pildid:

Teadlaste öö

Nüüd on see siis läbi, see kauaoodatud Teadlaste Öö. Kirjutan paari sõnaga pisut Teadlaste Öö ajaloost ja siis asun enda tegemiste juurde. Teadlaste öö tähistamine sai alguse aastal 2005, ettevõtmise „Teadlased Euroopas“ raames. Teadlaste öö annab kõigile võimaluse üheskoos teadlastega ka ise uurijaks saada. Teadlaste öö 2008 leidis aset korraga 28 Euroopa riigis ja rohkem kui 200 linnas, sh ka Eestis: Tallinnas, Narvas, Pärnus, Rakveres, Valgas ja Tartus.
10c ja sealhulgas ka minu esimeseks ülesandeks oli esineda kell 17.00 ja 18.00 Tartus, Raetelgis füüsikakatsetega. Esinemine möödus väga positiivselt: publikut oli mõlema esinemise ajal piisavalt ning ei tekkinud ka rambipalavikku. Minu ja Maria esimese katse ajal ilmnesid küll väikesed tehnilised probleemid- õhupall ei tahtnud hästi õhku sees hoida, kuid lõpuks saime ka õhupalli korralikult täis. Meie katse seisneski selles, kas plastpudelisse pandud õhupalli saab täis puhuda. Saab, aga asjal on väike konks: pudeli põhja tuleb uuristada auk. Siinkohal pean ära mainima, et ka kõikide teiste katsed olid väga huvitavad: alkoholivaba õlu joomine eri viisidel (kõrrega, tavaliselt, auguga purgist) aja peale, keedetud muna pudelisse saamine (muna jääb terveks), vedelikusammas jne. Raetelgis esines ka 11.c, kuid nemad juba keemiakatsetega. Eredalt jäi meelde raha süütamine, raha ise seejuures jäi terveks. Teisi 11-nda klassi katseid ma kahjuks hästi ei näinud, sest rahvast oli uudistama tulnud kohe väga palju.
Kohe pärast esinemist Raekoja platsis ruttasime appi Zooloogiamuuseumisse. Zooloogiamuuseum (ehk Tartu Ülikooli Loodusmuuseum) asub Tartus, Vanemuise tn. 46. Zooloogia muuseumi poolel on inimestel võimalik näha loomade topiseid ja lugeda infot erinevate loomaliikide kohta. Zooloogiamuuseumi nn. missiooniks ongi see, et inimesed õpiksid loomi ja loodust paremini tundma. Muide, Loodusmuuseumi tegutsemise alguseks loetakse 6.aprilli 1802. aastal. Uuri lähemalt: http://natmuseum.ut.ee
Nüüd siis aga täpsemalt meie tegemistest.
Esimene suur üllatus oli see, et sealsed inimesed ei teadnud meie tulekust mitte midagi. Aga see-eest oli neil väga hea meel abikäte tuleku üle. Esimese ülesandena pidime värvilisest paberist välja lõikama dinosauruste jäljed ja neist sauruste raja põrandale kleepima. Kõigile teadmiseks: näituse nimi oli „Sõbralikud roomajad“.



Aitasin ära tuua ka kastitäie dinosauruste mudeleid, et lapsed neid uudistada saaksid. Siis saadeti mind ja Sirlit ukse juurde, kus pidime inimesi vastu võtma, paluma neil oma nime raamatusse kirja panna (statistika jaoks) ning kui vaja, siis inimesi juhendama ja neid igati abistama. Peamiseks tõmbenumbriks olid muidugi elusad maod (kuningpüütonid ja saare-roninastik), tarantel ja Madagaskari tarakan. Saime ka ise teada mõningaid huvitavaid fakte: sealsed kuningpüütonid olid umbes 1,5m pikad ja umbes 3aastased, looduses võivad nad aga elada kuni 20 aasta vanuseks.





Väga paljud inimesed tulid julgelt küsima ja suhtlesid meiega aktiivselt. Küsisin ise tihti lahkujatelt, kuidas näitus meeldis, ning minu üllatuseks jagas enamus inimesi rõõmuga oma emotsioone ja elamusi. Mulle meeldis Zooloogiamuuseumis tõesti meeletult, sest sealsed töötajad ja külastajad olid nii avatud ja sõbralikud, et kohe rõõm oli neid aidata. Zooloogiamuuseumi töötajad rääkisid ka, et eelmine aasta oli neil käinud ainult 40 külastajat, sest muuseum oli end liiga hilja Teadlaste ööl avatud asutuste hulka kirja pannud. Sellel aastal kogunes külastajaid tublisti rohkem: kui meie lahkusime, oli juba umbes 500-600 inimest koos. Töötajad olid meile väga tänulikud, kuigi minu meelest ei teinud me seal midagi erilist. Kuid küllap neile tähendas meie kohalolek palju.
Pärast Zooloogiamuuseumis abiks olemist, suundusime veel Aura Keskusesse (umbes kell 00.00), kus kõik Teadlaste öö korraldajad ja abilised said veidi lõõgastuda. Kõige vahvam minu jaoks oli suur kummist pall, mille sees veepeal kõndida võis. Igatahes oli see väga mõnus lõpetus pikale ja sisukale päevale. Kahju on ainult sellest, et ise me teisi asutusi külastada ei jõudnud. Aga selle korvame järgmisel aastal.
Suur aitäh Zooloogiamuuseumi töötajatele, kes meid nii sõbralikult vastu võtsid ja meile väga meeldejääva õhtu/öö pakkusid ning kõigile külastajatele, kellega oli meeldiv vestelda!


Mina olen foto paremas nurgas.


Mina olen foto vasakus nurgas.