NMS meets DNS

Fotos: RT

Der Bio-Kurs des Gesundheitsprofils 12 forscht einen Tag lang im Gen-Labor

Der Gesundheitskurs 12c nahm am 24.01.19 an einer Exkursion teil. Das Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung (LI) besitzt ein Naturwissenschaftlich-technisches Zentrum, wo es uns möglich war, anhand unserer DNA ein interessantes Ergebnis zu erzielen.

Der Ausflug ist eine ausgezeichnete Möglichkeit, Schüler aus dem eintönigen Schulleben rauszuholen und Themen im Biologieunterricht hautnah anhand von großen Experimenten durchzuführen. Wir bekamen einen Einblick ins eigene Genom.

Die PCR-Methode (Polymerase Kettenreaktion) ermöglicht es in kürzester Zeit, ein Stück DNA sehr oft zu vervielfältigen, obwohl man nur ein sehr kleines Stück DNA-Fragment hat. Man nennt es auch den „genetischen Fingerabdruck“, womit heutzutage viele Täter geschnappt werden, wenn sie am Tatort irgendwelche Spuren, sei es Schweiß oder Blut, hinterlassen haben.

Die ganze Klasse musste Laborkittel anziehen und wenn man das Labor verließ, diese dann ausziehen. Zum Start bekam jeder ein Skript, wo der ganze Ablauf kurz zusammengefasst wurde.

Des Weiteren wurde uns eine kleine Einführung ins Thema gegeben, wo unser Vorwissen getestet wurde, was sich beim Lehrer natürlich immer gut zeigt. Durch diese Methode konnte man mehr von sich herausfinden, z.B. ob man bestimmte Krankheiten (Merkmale: Insertionen) in der DNA hat, welche jedoch nicht übersetzt werden (also nicht auftauchen) und ob sie vielleicht im Laufe der Lebenszeit sichtbar werden. Danach wurde uns eine Überleitung zu den Geräten geliefert, die bei der PCR-Methode eine wichtige Rolle spielen und benutzen werden. Eine kurze Pipetten-Übung mit Wasser und Tinte wurde gemacht, um uns mit der teuren Pipette vertraut zu machen.

Das erste, was wir getan haben, war, unseren Mund mit einer 5 ml Satzlösung 30 sek kräftig auszuspülen, um die Zellen der Wangenschleimhaut abzuspülen. Als nächstes wurde 1000 µl der Zellsuspension (Mundschleimhaut) mit der Pipette entnommen. Nach dem Zentrifugieren wurde das Eppi (kleines Plasikgefäß) vorsichtig aus dem Gerät rausgeholt. Am Boden des Eppis entstand eine streichholzkopfgroße, weiße Zellmasse, die wir vorsichtig mit der Pipette abgehoben haben. Danach wurde ein Ablauf durchgeführt, welcher aus Mischen unserer Zellmasse und heißem Wasserbad bestand. Das Überstehende wurde nach dem durchgeführten Ablauf abgehoben und in ein frisches Eppi pipettiert, denn diese Lösung enthielt die DNA. Das Eppi wurde dann kaltgestellt.

Dieses Eppi wurde dann in den Thermocycler, was eine sogenannte Erhitzungs- und Abkühlungsmaschine ist, für 1h 15min gelegt. Währenddessen erstellten wir ein Gel (Agarose-Gel), was dabei hilft, die verschiedenen Längen des DNA-Fragments durch eine Art „Hindernislauf“ voneinander zu trennen. Die DNA-Moleküle gleicher Länge wandern gemeinsam in einer „Bande“. Diese Banden werden nach der Elektrophorese durch Färbung sichtbar gemacht. Das Gel wurde gemischt und fertiggestellt und dann abgekühlt.

In der Zwischenzeit gab es Pause. Nach einer Viertelstunde war das Eppi fertig mit unserer vervielfältigten DNA. Im Gel drin wurden verschiedene Kammern reingedrückt, so dass diese dann befüllt mit dem PCR-Ansatz (unser Eppi mit unserer DNA etc.) und mit einer Spannung von 60V angelegt wurde.

Der letzte und zugleich aufregendste Teil ist das Ergebnis. Die DNA-Banden wurden durch einen Farbstoff im UV-Licht sichtbar.
Da es rechtlich nicht erlaubt ist, ohne ärztliche Zustimmung 1:1 Ergebnisse zu erhalten, welche Insertionen man nun hat (Krankheiten z.B.), wird uns nur gesagt, ob wir diese im Allgemeinen in der DNA besitzen oder nicht. Die Frage war, ist man homozygot, homozygot ohne Insertion oder ist man heterozygot.

Es war eine spannende und abwechslungsreiche Exkursion, wo jeder in der Klasse motiviert an diesem Experiment mitgemacht hat. Viele haben erfahren, dass in ihrer DNA Insertionen vorhanden sind, die noch nicht aufgetaucht sind (homozygot/heterozygot) und andere haben herausgefunden, dass sie diese Insertionen nicht besitzen (homozygot). Dadurch fanden viele ihre Passion und wer weiß, vielleicht findet sich der eine oder die andere in der Zukunft im Labor?

Ist es empfehlenswert?
Ja, ist es! Dass sogar die Störenfriede mit Interesse an die Sache rangegangen sind, hat gezeigt, dass so ein Klassenausflug sehr spannend ist, da man das alles nur aus dem Fernsehen kennt und jetzt selbst ausprobieren durfte. Wir haben viel mitgenommen und gelernt genau zu arbeiten, da manche keine Ergebnisse erzielt haben, weil sie zu wenig DNA nahmen.

Ein Ausflug zum Labor ist eine spannende Sache und die Ernsthaftigkeit der Schüler wird deutlich, je interessanter das Experiment ist. Ein Besuch ist es wert für Jung und Alt!

Emre Karakaya und Sevin Dalgic
Gesundheitsprofil (12c)