Praktikum BIO 1   9.07.2010                    

Kleinste Speichelspuren an einer Zigarette, winzige Blut- oder Gewebespuren an einer Tatwaffe, unsichtbare Spermienspuren – sie können über Schuld oder Unschuld eines Verdächtigen entscheiden. Früher reichten diese wenigen menschliche Zellen und die darin enthaltene menschliche DNA nicht aus, um einen genetischen Fingerabdruck aus den Spuren zu erstellen und ihn dann mit dem genetischen Fingerabdruck des Verdächtigen zu vergleichen. Seit 1983 ist dies anders: Kary Mullis entwickelte eine neue Methode, die PCR, Polymerase – Chain – Reaction. Diese Methode revolutionierte die Molekularbiologie und 1993 erhielt Mullis dafür den Nobelpreis.

Mit der PCR gelingt es, einen DNA – Abschnitt in kürzester Zeit millionenfach zu vervielfältigen. Interessante DNA – Abschnitte findet man dabei im nicht codierenden Bereich der DNA, denn diese DNA – Abschnitte haben bei jedem Menschen unterschiedlich viele Basenwiederholungen und sind damit unterschiedlich lang.

Unterschiedlich lange DNA – Abschnitte wandern bei der Gelelektrophorese im elektrischen Feld unterschiedlich weit. Der Längenvergleich der DNA von Täter und Verdächtigem wird damit möglich. Dieser DNA Längenvergleich gelingt aber nur, wenn man ausreichende Mengen DNA zur Verfügung hat. Und die liefert uns die PCR.

Um diese einfache, aber geniale Methode kennen zu lernen unternahm der Biologiekurs Stufe 12 am 9.7.2010 eine Exkursion nach Esslingen ins Mörike- Gymnasium. Durch die Unterstützung der Robert-Bosch-Stiftung und der Universitäten Hohenheim und Tübingen besteht dort für Schulklassen aus der gesamten Region Stuttgart die Möglichkeit, diesen technisch aufwendigen Versuch unter Anleitung durchzuführen.

Die Schüler arbeiteten nicht mit menschlicher DNA, was auch möglich gewesen wäre, sondern mit DNA Stücken bekannter Länge von einem Virus, dem Lambda Phagen. Das Ziel des Versuches war es, die Stücke so oft zu vervielfältigen, dass sie anschließend sichtbar gemacht werden können. Die eingesetzten Versuchslösungen standen nur in winzigen Mengen zur Verfügung, sodass die Schüler öfters zweifelten, ob der eine sichtbare Tropfen wirklich für drei verschiedene Versuchsansätze reichen würde. Die fertigen Versuchsansätze überließ man dem so genannten Thermocycler, einem Wasserbad, das nach einem festgelegten Rhythmus selbständig die Temperatur verändert. Dadurch wird der DNA – Doppelstrang  gespalten und wieder komplementär zu zwei neuen Doppelsträngen ergänzt, und das über anderthalb Stunden hinweg. Viel Fingerspitzengefühl erforderte das Auftragen der DNA-Proben auf ein Agarosegel. Erst der letzte Schritt, das Anfärben, brachte die Gewissheit, dass man sauber gearbeitet hatte, das heißt, dass sich die DNA nicht bereits irgendwann durch den Kontakt mit den Enzymen der Finger in Wohlgefallen aufgelöst hatte.

Soviel Aufwand für so ein paar blaue Banden!!
Schon allein wegen dieser Erkenntnis hat sich der Ausflug nach Esslingen gelohnt. Die oft geäußerte Forderung, von der gesamten Bevölkerung einen genetischen Fingerabdruck zu erstellen, erscheint nun in einem ganz anderen Licht.

Gisela Kühlbrey