Forscher*in sein für einen Tag

Mithilfe der PCR wird ein gewünschter DNA-Abschnitt mehrfach kopiert. Dabei kann die DNA-Probe aus einem menschlichen Haar, aus einem Blutstropfen oder aus unserer Mundschleimhaut entnommen werden. Die PCR wird auch „DNA-Profil Analyse“ oder „genetischer Fingerabdruck“ genannt.  Sie findet unter anderem in der Medizin ihre Verwendung, wie z.B. bei den sogenannten Schoko-Tests, die an unserer Schule durchgeführt werden. Aber auch in der Kriminalbiologie wird die PCR verwendet, um z.B. Verdächtige zu identifizieren. Bei der Analyse von prähistorischen Funden in der Anthropologie und Archäologie wird die PCR auch verwendet, um z.B. Verwandschaftsbeziehungen zwischen den ägyptischen Königsmumien zu ermitteln. Ebenso wird sie im Rahmen der Dopingkontrollen bei Sportler*innen genutzt.

Was also im Jahre 1993 von dem amerikanischen Biochemiker Kary B. Mullis entdeckt wurde, und wofür er auch den Nobelpreis für Chemie erhielt, wird heute in sehr vielen Forschungsbereichen verwendet.

Aber zurück zu unserem Labortag: nachdem wir erstmal geübt hatten, mit Mikropipetten winzige Flüssigkeitsangaben zu pipettieren, ging es dann endlich los! Wir durften sogar weiße Kittel anziehen, für das richtige Labor-Feeling! Wir bekamen eine Einführung in die Nutzung von Laborgeräten, die wir noch nie zuvor gesehen hatten: z.B. eine Zentrifuge (siehe Bild). Jetzt ging es los!

Zunächst haben wir Wasser in unserem Mundinnenraum gespült, um unsere eigene DNA aus unserer Mundschleimhaut in den folgenden Schritten zu extrahieren. Sehr knifflig war es nun, das Wasser wieder zurück in das Ausgangsröhrchen zu spucken. Dabei durfte nichts verschüttet werden! So ganz ließ sich das aber auch nicht vermeiden… Es folgten viele Schritte mit Zentrifugieren und Lösungen pipettieren.

Das anschließende Mischen, oder wie man in der Fachsprache sagt, „Vortexen“, war ziemlich lustig, da das Gerät stark vibriert hat und wir die kleinen Röhrchen selber festhalten mussten… Einmal eine Handmassage bitte!

Nach vielen kleinen und aufwendigen Schritten erhielten wir dann unsere gereinigte DNA. Diese mischten wir wiederum mit einem fertigen PCR-Mix und gaben alle zusammen in ein PCR-Gerät, der sogenannte Thermal-Cycler. Danach lief alles von alleine und wir hatten eine längere Mittagspause.

Frisch gestärkt ging es mit der Gelelektrophorese weiter, welche dazu dient, die DNA-Fragmente unterschiedlicher Größe zu trennen. Das Agarose-Gel (das hauptsächlich aus Rotalgen gewonnen wird), das hier verwendet wird, dient als molekulares Sieb. DNA-Fragmente unterschiedlicher Größe wandern unterschiedlich weit durch das Gel und bilden dann zusammen eine Bande. Dabei gilt: kleine DNA-Fragmente wandern weiter als große!

Das Überführen unserer DNA in dieses Gel war ganz schön knifflig, da die Probe auf gar keinen Fall daneben gehen durfte. Sonst hätte der ganze Versuch nicht funktioniert. Hier war also eine ruhige Hand gefragt! Dann wurde der Strom angeschaltet und nach längerer Wartezeit (das war ganz schön aufregend), waren die DNA-Fragmente fertig getrennt und die Banden konnten begutachtet werden. Oben könnt ihr das Ergebnis meiner Gruppe sehen (Abb.3)! Anhand der Banden in dem Gel konnte man sehen, ob man den Genabschnitt, den wir von uns extrahiert und vervielfältigt hatten, in zwei verschiedenen (heterozygot) oder in derselben (homozygot) Gensequenz vorliegen hat. Das sind Informationen, die uns unsere Elternteile jeweils vererbt haben! Das Bandenmuster ganz links im Bild ist die Kontrolle. Viele Personen aus meinem LK waren heterozygot und nur wenige waren homozygot. Wir haben jedoch keine spezifische DNA-Sequenz untersucht, die z.B. unsere Augenfarbe codiert, sondern eine nicht-codierende, also eine, die keine „Funktion“ hat. Diese nennt man VNTRs (Variable Number of Tandem Repeats).                                                                             

Insgesamt war der Bio-LK Tag ein superspannendes und interessantes Erlebnis! Für einen ganzen Tag haben wir uns wie richtige Forscher gefühlt und konnten das praktische Arbeiten in einem Labor näher kennenlernen und das im Unterricht gelernte praktisch umsetzen.

Eda Çankaya, Bio-LK Frau Brendt