Besuch im Naturwissenschaftlichen Zentrum

Anfang Dezember waren wir für einen Vormittag mit unserem Biologieleistungskurs im Na­turwissenschaftlichen Zentrum (Kurz: NWZ) in Mümmelmannsberg um dort ein so genanntes „Schülerpraktikum“ zu absolvieren. Diese Einrichtung, welche in der Gesamtschule, die wegen Schülermangels nur zu 50% ge­nutzt wird, untergebracht ist, wird häufig von Biologie Grund- sowie auch Leistungskursen des ersten Semesters unserer Schule genutzt.

NWZ12_08 Bild 1Das Ziel unseres Besuches war, ein Thema im Rahmen unseres Semesterthemas Molekular­genetik, nämlich den genetischen Fingerabdruck, selber einmal ausprobieren zu können.

Der genetische Fingerabdruck wird z.B. in der Kriminologie genutzt, um einen Täter anhand von gefundenen genetischen Spuren, also DNA, die möglicherweise am Tatort in Form von Blutspuren, Haarwurzeln oder Ähnlichem vom Täter hinterlassen wurden, überführen zu kön­nen. Jeder Mensch hat einen anderen „genetischen Fingerabdruck“, deshalb dient es mit ei­nem hohen Maße an Sicherheit zur Überführung des Täters.NWZ12_08 Bild 2

Im NWZ nahm uns Herr Dr. Ruprecht in Empfang. Er wies uns zuerst auf die Kleiderpflicht, also einen Kittel im Labor zu tragen, und auf die Empfindlichkeit der Geräte hin.

In einer kurzen Einführungsphase, die zur Bedienung der hochsensiblen Pipetten notwendig ist, konnten wir die Pipetten auf ihre Genauigkeit testen, indem wir Wassertropfen mit jeweils zwei µl Unterschied mit Hilfe der Pipetten nebeneinander tropften und gewisse Mengen an Wasser mit blauem Farbstoff in Reagenzgläsern mischten und diese anschließend zentrifugierten, um die gesamte Flüssigkeit an den Boden des Reagenzglases zu bringen.NWZ12_08 Bild 3

Danach stellte uns der Leiter einen simulierten Fall vor, in dem ein Mord aufzulösen war.

Anhand von vier Blutproben der möglichen Täter, sowie einer Blutprobe aus einem am Tatort gefundenen, mit Blut befleckten T-Shirt, sollte der Schuldige mit Hilfe des genetischen Fin­gerabdruckes überführt werden.

Bei dem Verfahren werden vorerst die DNA-Stränge, welche die Informationsträger unseres Körpers sind, mit Hilfe von Enzymen gespalten, um nur die Stücke des DNA-Stranges ver­wenden zu können, die für den genetischen Fingerabdruck nutzbar sind. Dieses taten wir, in dem wir 5 µl der DNA-Probe, 3µl des Reaktionspuffers, 6 µl destilliertes Wasser und 1 µl des Enzyms zusammen in ein Reagenzgefäß gaben und die Proben dann bei Körpertemperatur( 37 °C) in einem Wasserbad für 45 Minuten bebrüten ließen.NWZ12_08 Bild 4

In dieser Zeit legten wir ein Agarosegel an, in welches später die DNA durch Anlagen einer Spannung verteilt wird. Die DNA-Streifen gelangen auf Grund ihrer verschiedenen Längen unterschiedlich schnell durch die Poren des Gels zu der Anode. Dadurch entsteht ein Ban­denmuster im Gel, welches bei allen Menschen unterschiedlich ist (ausgenommen eineiige Zwillingen).

Diesen Abschnitt nennt man Gelelektrophorese.

Um das Gel zu erstellen, mischten wir 300 ml Elektrolytlösung mit 20 ml Agarosegel, koch­ten das Gemisch mit einem Magnetrührer auf, ließen die Flüssigkeit anschließend kurz ab­kühlen und gossen sie dann in die vorbereiteten Elektrophoresekammern. Des Weiteren legten wir den Kamm über bzw. in das Gel, um Taschen (das sind Auskerbungen im Gel) zu haben. Nach etwa 15 Minuten wurde das Gel fest, und wir konnten die Halterungen sowie den Kamm entfernen und die freiliegende Umgebung des Gels mit Elektrolytlösung auffüllen. Anschließend pipettierten wir die DNA-Lösung, welche inzwischen fertig bebrütet und mit Farbstoff sichtbar gemacht worden war, in die Taschen und schlossen das Gel an Gleichstrom an, um die Wanderung der DNA-Fragmente zu bewirken.

Darauf folgend färbten wir die DNA-Fragmente mit Ethidiumbromid (Färbemittel) an, um sie unter UV-Licht betrachten und auswerten zu können.

Normalerweise folgt darauf ein Verfahren, indem das Bandenmuster von dem Agarosegel auf ein Papier gebracht wird, jedoch führten wir dieses im NWZ nicht durch. Stattdessen proji­zierte Herr Dr. Ruprecht das Bandenmuster auf den Computer, sodass wir das Bild fotografie­ren konnten.

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Nun verglichen wir die verschiedenen Banden mit der Bande, die von der Probe des Blutes vom T-Shirt stammte und konnten den Täter identifizieren. Der Kriminalfall war also gelöst.

Der letzte Schritt unserer Tätigkeiten zum genetischen Fingerabdruck war das Aufräumen und Säubern der von uns genutzten Geräte.

Der Tag dort lieferte einen sehr guten Überblick über die Arbeiten mit verschiedenen Geräten (wie z.B. der hoch empfindlichen Pipette) und über die erforderliche Genauigkeit.NWZ12_08 Bild 6

Dass Letzteres eine wichtige Rolle spielt, erfuhren manche Gruppen an den Resultaten ihres Agarosegels, welches nämlich flüssig blieb und aus den Elektrophoresekammern lief.

Des Weiteren war es eine gute Ergänzung zum laufenden Unterricht, denn anstatt die Vor­gänge nur auf dem Papier sehen zu können, durften wir sie dort „hautnah“ ausprobieren.

Alles in einem war es sehr interessant, den genetischen Fingerabdruck selber einmal durch­führen zu dürfen, denn auf diese Art konnte man Arbeiten eines Laboranten, auch im Hinblick auf die spätere Berufswahl, schon vorab als Schüler testen.

 Sarah Schönherr, S 1, LK BIO / Sk

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