DNA-Isolation im Leistungskurs Biologie 12 (MLR)

Im Rahmen des Abiturthemas „Genetik“ befasste sich der Biologie-Leistungskurs von Herrn Müller mit dem Aufbau des genetischen Codes. Was zuvor in der Theorie gelernt wurde, sollte nun auch praktisch untersucht werden.

So machten sich 18 vorfreudige Schüler der Jahrgangsstufe 12 in einer Doppelstunde mit selbst gewählten Früchten, deren DNA sie sehen wollten, ans Werk. Die meisten Kleingruppen entschieden sich für das Experimentieren mit einer Banane, deren DNA unglaublicherweise zu 50 % der menschlichen entspricht.

Zuerst erfolgte eine Bearbeitung der Probe mit Mörser, Pistill und Sand mit dem Zweck, die Zellen aufzubrechen und die DNA aus dem Zellkern zu befreien.

Die Zugabe von Spülmittel, Salz und Wasser in einem Extraktionspuffer hatte zweierlei Wirkung: Das Spülmittel als Detergens setzt die Flächenspannung der Zellmembran herab und bewirkt somit deren Zusammenbruch. Wasser lagert sich aufgrund von Teilladungen (Polarität) an die negative DNA an und vermittelt somit deren Löslichkeit.

Im nächsten Schritt filtrierten die Schüler den entstandenen Lebensmittelbrei, um das Erbgut von den anderen Zellbestandteilen zu trennen.

In einem Wasserbad von 60 °C erfolgte die Denaturierung von Eiweißen, die dieser Temperatur über einen längeren Zeitraum nicht standhalten und ihre ursprüngliche Form und somit auch Funktion verlieren.

Im letzten Schritt wurde kalter Brennspiritus hinzugefügt, welcher einen Effekt bewirkt, der dem von Wasser und Salz entgegengesetzt ist: Die DNA wird unlöslich, verklumpt und wird als silbrig-weißes Knäuel sichtbar. Einem LK-Schüler gelang es sogar, Teile der DNA auf ein Holzstäbchen zu wickeln und stolz seinen Mitschülern zu präsentieren.

Angeregte Diskussionen deckten die Gründe für etwaige Abweichungen der Ergebnisse von den Erwartungen auf, z. B. durch Temperaturungenauigkeiten oder fehlerhafte Zusammensetzung der Probe.

Aufgrund der gesammelten praktischen Erfahrungen, der Veranschaulichung und des hohen Spaßpotentials empfiehlt sich eine Wiederholung des Versuchs in jedem weiteren Biologie-LK.

von: Laura Schmelzer und Teresa Sterzinger