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LK Biologie der Jahrgangsstufe 11 löst Kriminalfall im GSG-Schülerlabor

Ob "Gendiagnostik", "Genetischer Fingerabdruck" oder Medikamentenherstellung mit Hilfe von Biotechnologie, ohne ein ausreichendes Basiswissen in Biologie lassen sich die rasanten Entwicklungen der modernen Biowissenschaften kaum verstehen. Das Geschwister-Scholl-Gymnasium verfügt seit einigen Jahren über eine eigene molekularbiologische Ausrüstung, so dass auch in diesem Schuljahr 2015/2016 die Schülerinnen und Schüler des Leistungskurs Biologie der Jahrgangsstufe 11 von Frau Felbick und einige Schüler der Grundkurse Arbeitstechniken der modernen Biologie wie die Polymerasekettenreaktion (PCR) und Gelelektrophorese nun selbst ausprobieren konnten.

Die Erprobung erfolgt dabei im Kontext eines Kriminalfalls: Herauszufinden galt es, von welchem der vier Verdächtigen die am Tatort gefundene DNA stammt? Dazu musste die am Tatort gefundene DNA, die der Verdächtigen, sowie die des Opfers zunächst einmal per PCR im Thermocycler vervielfältigt werden. Aber: nicht die gesamte DNA wurde vervielfältigt, sondern nur die eines sogenannten STR-Locus, eines sich wiederholendes Basenmusters außerhalb der Gene an einer bestimmten Stelle auf einem bestimmten Chromosom.

 

 

Während die PCR lief, gossen die Schüler die Agarosegele für die Gelelektrophorese. Abwiegen der Agarose, Puffer hinzugeben, Erwärmen und Rühren, die Lösung in den Gelschlitten gießen und den Kamm für die Geltaschen einsetzen, waren hier die einzelnen Arbeitsschritte. Nach dem Aushärten der Gele wurden die DNA-Proben dann mit Mikropipetten in die winzig kleinen Geltaschen pipettiert – gar nicht so einfach! Nun wurde die Gelelektrophorese gestartet. Nach etwa einer Stunde konnten die Gele angefärbt und anschließend wieder entfärbt werden, so dass die Arbeitsgruppen ihre Banden nun mit den mitgelaufenen sogenannten Längenstandards vergleichen konnten. Ergebnis: Mehrere Verdächtige konnten ausgeschlossen werden – ihre Banden finden sich nicht in der Tatort-DNA. Ist der Verdächtige, dessen Banden mit der Tatort-DNA übereinstimmten, denn nun sicher überführt? Nein, denn in der Realität müssen noch mindestens sechs weitere STR-Loci überprüft werden, damit das Ergebnis eindeutig wird. Das ist dann aber doch zu viel für einen Labortag. Für einen praktischen Einblick in die Anwendungsmöglichkeiten des theoretisch erworbenen Wissens über gentechnische Arbeitsmethoden war es aber ein sehr gelungener Einstieg!

 

Ein besonderer Dank geht an Frau Swieca, die das Praktikum entwickelt hat, die besonderen Materialien organisiert, die wertvollen Laborgeräte pflegt und die Fachkollegen mit viel Geduld auf das Praktikum vorbereitet.