Der Biologie-Leistungskurs Jg.2 von Frau Jarosch besuchte am Mittwoch, den 15.12.2021, das Praktikumslabor am Mörike-Gymnasium in Esslingen, um die im Unterricht bereits theoretisch behandelten Inhalte in der Laborpraxis live anzuwenden.
Bei der so genannten PCR (= Polymerase-Ketten-Reaktion) wird z. B. eine an einem Tatort gefundene DNA vervielfältigt. Die PCR wird u. a. bei polizeilichen Ermittlungen genutzt, wenn nur eine geringe Menge an DNA-Spuren am Tatort gefunden wird. Außerdem ist der sog. PCR-Test aktuell ja in aller Munde, … Corona lässt grüßen. Doch was passiert dabei genau? Dieses Verfahren haben wir theoretisch im Unterricht behandelt und konnten es dann praktisch am Mörike-Gymnasium durchführen.
Beim PCR-Test wird eine DNA mit zusätzlichen Bestandteilen, wie weiteren Nukleotiden und einem Enzym, der DNA-Polymerase, welche DNA-Stränge synthetisieren kann, einer Pufferlösung und so genannten Primern zusammengegeben. Damit man aber überhaupt genug DNA erhalten kann, muss diese Mischung in einen Thermocycler gestellt werden, der automatisch mehrere Zyklen durchläuft. Dabei beinhaltet ein Zyklus genau drei Phasen: In der ersten Phase, der Denaturierung, wird der aus zwei Einzelsträngen bestehende DNA-Doppelstrang durch Hitze aufgetrennt. In der zweiten Phase, der Hybridisierung, lagern sich die Primer an und dienen als Startpunkt für die DNA-Polymerase. In der letzten Phase wird DNA dann synthetisiert.
Auf die PCR folgt die Gelelektrophorese. Diese Technik wird ebenfalls auch in der Kriminaltechnologie angewendet, spannend daher diese einmal selbst ausprobieren zu dürfen. Bei dieser Gelelektrophorese können die einzelnen DNA-Abschnitte aufgetrennt bzw. identifiziert werden. Die DNA-Fragmente werden dazu in Taschen einer Gelmatrix gefüllt. Mit dem Anlegen einer Gleichspannung kann das „Rennen“ um den Pluspol beginnen. Die negative Überschussladung der DNA-Fragmente bewirkt, dass diese zum Pluspol „gezogen“ werden. Man kann sich das wie einen Hindernisparcours mit vielen kleinen Lücken vorstellen. Kleinere Personen haben es leichter, durch die Lücken zu schlüpfen und sind folglich schneller am Ziel. Auch die kürzeren DNA-Fragmente sind schneller, sie können die zähe Gelmatrix leichter durchdringen als größere. Wenn ein bestimmter Zeitpunkt erreicht ist, wird die Spannung wieder abgeschaltet. Nach diesem Trennvorgang wird die DNA entfärbt, um das Ergebnis besser sehen und die DNA-Banden miteinander vergleichen zu können.
Vielen Dank an den Förderverein, der den Unkostenbeitrag für die Praktikumsgebühr übernommen und uns somit unterstützt hat, die theoretischen Unterrichtsinhalte in der Praxis zu erfahren!
Der „Biologie-Leistungskurs Jar“
