Am Ende des 3. Semesters (Grundlagen und Anwendungsfelder der Genetik) besuchte der Bio-Leistungskurs der 13. Klasse von Herrn Mundt die Lise-Meitner-Schule, um dort im Lise Lab ihre eigene DNA zu isolieren und somit erstmals praktische Erfahrungen in diesem Bereich zu sammeln.

Zu Beginn machten sich die Schülerinnen und Schüler mit der Eppendorf-Pipette vertraut. Dazu sollten sie unterschiedlich große Mengen einer blauen Flüssigkeit tropfenförmig auf ein laminiertes Blatt pipettieren. Nachdem dies bei allen erfolgreich funktioniert hatte und die Leiterin des Experiments ihr Einverständnis gegeben hatte, durfte der Kurs mit der DNA-Isolation beginnen.

Zunächst nahmen die Schülerinnen und Schüler ein Stäbchen und strichen damit über die Innenseite ihrer Wange, um Zellen der Mundschleimhaut aufzunehmen. Anschließend wurde das Stäbchen in ein kleines Reaktionsgefäß mit bereits vorhandener Flüssigkeit gesteckt und mehrmals umgerührt, sodass sich die Zell- und Kernmembranen auflösten und damit die DNA im Reaktionsgefäß für weiter Schritte verfügbar war.

Die Reaktionsgefäße wurden anschließend in eine Zentrifuge gestellt. Eine Zentrifuge ist ein Gerät, das sich sehr schnell dreht, ähnlich wie eine Waschmaschine, jedoch mit deutlich höherer Geschwindigkeit. Die Proben blieben dort etwa 30 Sekunden. Danach wurden die Reaktionsgefäße entnommen und in einen Thermocycler gestellt, in dem die Flüssigkeit auf 95 °C erhitzt wurde.

Nach dem Erhitzen wurde mit der Mikropipette der sogenannte PCR-Mix hinzugegeben. Dieser bestand aus Aqua destillata, Master-Mix, Q-Solution und Primer-Mix. Anschließend wurden die Reaktionsgefäße erneut zentrifugiert und wieder in den Thermocycler gestellt. Der cyclische Vorgang wurde insgesamt fünfmal durchgeführt, wobei die Proben jeweils auf 57 °C und 72 °C erhitzt wurden.

Im nächsten Schritt erhielten die Schülerinnen und Schüler anstelle des PCR-Mixes eine blaue Flüssigkeit. Diese durfte ausschließlich mit Handschuhen und einer Mikropipette verwendet werden, da sie krebserregend ist. Die blaue Flüssigkeit erleichtert die spätere Sichtbarkeit der DNA. Währenddessen bereitete die Leiterin des Experiments die Agarose-Gel-Elektrophorese vor.

Nachdem die blaue Flüssigkeit hinzugefügt worden war, wurden die Reaktionsgefäße ein letztes Mal zentrifugiert. Anschließend wurde die Flüssigkeit mit einer Mikropipette aufgenommen und vorsichtig in spezielle „Taschen“ (Vertiefungen) des Gels eingebracht. Danach wurde die Agarose-Gel-Elektrophorese gestartet. Dabei werden die Moleküle in einem elektrischen Feld nach ihrer Größe und Ladung getrennt.

Zum Schluss wurde das Gel in ein spezielles Auswertungsgerät gestellt, sodass die DNA sichtbar gemacht werden konnte. Leider funktionierte das Experiment an diesem Tag nicht optimal, sodass die DNA-Banden nur schwer erkennbar waren.

Dennoch brachte uns der Tag interessante Einblicke in die Laborarbeit zur Bestimmung genetischer Merkmale und rundete damit zuvor gewonnene theoretische Kenntnisse ab.

Andreas Mundt