Die DNA – täglich begegnet sie uns und trotzdem bemerkt es niemand. Sie ist so unscheinbar, so klein und so selbstverständlich, dass wir uns gar nicht damit auseinandersetzen – normalerweise! In der Schule scheint das Thema „Genetik“ einerseits unendlich zu sein, wirkt andererseits allerdings seltsam unwirklich. Wie kann es sein, dass ein Gen enorme Auswirkungen auf den ganzen Organismus hat? Wie kann es sein, dass ein fehlendes Gen sogar zum verfrühten Tod führt? Und wie haben wir Menschen es geschafft, Lebewesen oder Pflanzen mithilfe von Gentechnik profitabel zu verändern? Fragen über Fragen, die im Lauf der Schulzeit zwar größtenteils geklärt werden, was aber nichts daran ändert, dass man sich die DNA konkret kaum vorstellen kann.

Wir, der Biologie-Leistungkurs der Q1, hatten nun endlich die Möglichkeit, die DNA mit eigenen Augen zu sehen. Dafür sind wir am 10. Dezember zur Ruhr-Uni Bochum gefahren. Zunächst waren waren wir beeindruckt von dem riesigem Universitätsgelände; die Suche nach dem eigentlichen Zielort gestaltete sich deshalb spannender als eine Schatzsuche! Endlich aber standen wir alle in weißen Kitteln, mit Schutzbrillen und Handschuhen im Labor und schauten gespannt in Richtung eines Studenten, der uns auf wohltuend humorvolle Art mit den Sicherheitsbestimmungen vertraut machte. Dann ging es wirklich los: Wir bekamen die DNA einer Schweine- , Rinder-, Putenbrust- und einer veganen Wurst. Sie war durch aufwändige Methoden, die bis zu 16 Stunden in Anspruch nehmen können, gewonnen wurden und stand nun „startklar“ bereit. Im Unterricht hatten wir zuvor die Polymerasekettenreaktion und die Gelelektrophorese behandelt und waren deshalb gut vorbereitet. Allerdings besitzt unsere Schule natürlich nicht die Ausrüstung, die notwendig wäre, um z. B. die tierische DNA in einer Wurst nachzuweisen, doch genau dafür waren wir ja hier. Bevor es richtig losgehen konnte, sollten wir das Pipettieren mit Mikropipetten üben. Das sind ganz spezielle Pipetten, die sich mit winzigsten Einheiten befüllen lassen – wir reden hier z. B. von zwei Mikrolitern (also für das menschliche Auge quasi nichts). Schließlich durften wir wirklich starten. Wir bekamen verschiedene Stoffe, die zum Ablauf einer DNA-Replikation notwendig sind, und gaben diese jeweils in die verschiedenen DNA-Proben. Diese wurden in einem Thermocycler auf 90°C, wodurch die DNA in ihre Einzelstränge geteilt wurde. Dies ist für den weiteren Verlauf der PCR notwendig: Das Gerät kühlt dann automatisch auf ca. 60°C ab, und die DNA-Polymerase (ein Enzym) kann die Einzelstränge verdoppeln, indem sie jeden Strang abliest und kopiert. Die DNA wurde so also um ein Vielfaches dupliziert. Währenddessen bereiteten wir unser Gel für die Gelelektrophorese vor und mischten hierzu eine Agarlösung an. Während diese aushärtete und unsere DNA-Proben im Thermocycler fleißig vervielfacht wurden, gönnten wir uns eine Pause und genossen unsere Brote mit (veganer) Wurst.

Danach waren die gegossenen Gele hart und wir konnten unsere Experimente fortsetzen. Nun galt es die DNA, die während der PCR enorm vervielfältigt worden war, anzufärben und in die Taschen im Gel zu legen. Die Schwierigkeit hierbei bestand darin, die Taschen nicht zu durchstechen – keine so leichte Aufgabe, wenn alles winzig klein ist und eine falsche Handbewegung ausreichen würde, das Experiment zu verfälschen. Dann wurde das Gel in einer leitfähigen Flüssigkeit unter Strom gesetzt. Weil die DNA einen negativen Phosphatrest hat, wandert sie vom Minus-Pol zum Plus-Pol. Das Gel, das sie durchquert, dient dabei als Molekularsieb, also werden kleine Teilchen schneller durchgelassen als größere. Auf diese Weise kann man die DNA-Länge bestimmen. Parallel zu der DNA laufen zwei sogenannte Marker,. die einem später im Vergleich die Größe der DNA anzeigen, sodass man die einzelnen DNA-Abschnitte voneinander unterscheiden und damit auch identifizieren kann. – Nach einer halben Stunde waren die DNA-Stücke weit genug voneinander getrennt, um die Ergebnisse auszuwerten. Dabei kam heraus, dass alle Tier-Würste wirklich tierische DNA enthielten, nicht aber die vegane Wurst. Somit war bewiesen, dass die vegane Wurst auch wirklich vegan war. Allerdings gab es bei der Schweine-DNA eine Überraschung: Sie war sowohl in der Schweine-Wurst als auch in einer anderen Wurst enthalten, bei der man das zumindest nicht vermutet hätte.

Die Ergebnisse waren leider bei einigen Gruppen weniger gut zu sehen als bei anderen. Das liegt daran, dass gentechnische Verfahren sehr fehleranfällig sind und schon kleinste Abweichungen ausreichen, um das gesamte Experiment zu gefährden.

Danach wurden die benutzten Gerätschaften gereinigt und wieder an ihren ursprünglichen Platz zurückgestellt und unsere Arbeitsplätze gründlich desinfiziert. Dann traten wir dann die Heimreise an.

Es war ein wunderschöner Ausflug, der uns die praktische Biologie nahe gebracht hat und immer positiv in Erinnerung bleiben wird.

Jana Lorek und Laura Lusiewicz

Links: Unsere benutzen Pipetten

Rechts: Das Gel mit der DNA (blau) während der Gelektrophorese