DNA-Fingerprint: Ganztagesexkursion des 4-stündigen Biologiekurses ans KIT
Der „genetische Fingerabdruck“ gehört seit Ende der 80er Jahre zum kleinen Einmaleins der Kriminaltechnik. Wie ein normaler Fingerabdruck unterscheidet er sich von Individuum zu Individuum und erlaubt so, kleinste genetische Spuren zweifelsfrei einer Person zuzuordnen. Auch Vaterschaftstests basieren darauf, den genetischen Fingerabdruck zweier potentieller Elternteile mit dem des Kindes zu vergleichen.
Nachdem wir uns im Rahmen des vierstündigen Biologie-Unterrichts bereits ausführlich mit der Theorie des Verfahrens auseinandergesetzt hatten, bot sich uns am 11. April 2014 die Chance, im Rahmen eines Schülerpraktikums des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) selbst einmal unseren eigenen kleinen genetischen Fingerabdruck anzufertigen.
Nach einer kurzen theoretischen Einführung begannen wir, unter fachlicher Anweisung im Labor zu arbeiten. Zunächst entnahmen wir einige Mundschleimhautzellen, aus denen wir in einem ersten Arbeitsschritt die DNA, also die Erbinformation, isolierten. Anschließend vervielfältigten wir zwei bestimmte kleine Abschnitte der DNA, um sie genauer zu untersuchen.
Das Verfahren des genetischen Fingerabdrucks basiert nämlich auf der Tatsache, dass es auf der menschlichen DNA neben den merkmalstragenden Erbinformationen auch Bereiche gibt, die aus sich immer wiederholenden, sehr kurzen Sequenzen bestehen. Die Anzahl der Wiederholungen und damit auch die Länge dieser Bereiche ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Je mehr Abschnitte man auf ihre Länge untersucht, desto charakteristischer wird das Ergebnis für ein Individuum. Beim heute gängigen Verfahren betrachtet man etwa acht verschiedene Wiederholungssequenzen, sodass die Wahrscheinlichkeit, bei zwei Menschen dasselbe Ergebnis zu erhalten, in etwa eins zu eine Milliarde beträgt.
Nach einer Führung durch eine kleine Dauerausstellung des KIT begannen wir schließlich mit der Gelelektrophorese, einer Labormethode, mithilfe welcher die Länge eines DNA-Bruchstücks bestimmt werden kann. Es erforderte einiges an Übung, die wenigen Tropfen DNA zielsicher in die dafür vorgesehenen Geltaschen einzufüllen, doch schließlich konnten wir die Elektrophorese starten und die negativen DNA-Stücke je nach Länge unterschiedlich schnell durch das Gel zum Pluspol wandern lassen.
Einige Minuten und eine interessante Führung durch die Dauerausstellung im KIT später konnten wir unsere Ergebnisse betrachten. Die Gelelektrophorese war bei allen erfolgreich abgelaufen, worauf wir durchaus stolz sein konnten. Wir alle hielten nun unseren eigenen kleinen genetischen Fingerabdruck in den Händen. Dank der guten theoretischen Vorbereitung durch Frau Schmidt konnten wir die Ergebnisse nahezu selbstständig auswerten und die individuelle Länge unserer Wiederholungssequenzen bestimmen.
Auch wenn sich das Praktikum aufgrund der langen Wartezeiten zwischen den Arbeitsschritten recht lange hinzog, war es für uns alle spannend und aufschlussreich, einmal einen Einblick in die praktische Seite der Biologie und die Arbeit von Wissenschaftlern zu erhalten. Nach all der Theorie half uns die Anwendung des Gelernten dabei, das Verfahren des genetischen Fingerabdrucks besser nachvollziehen und auch behalten zu können. Und auf jeden Fall hat es auch wirklich Spaß gemacht, im Labor zu stehen und am Ende zu sehen, dass die eigene Arbeit tatsächlich Ergebnisse hervorbringt.
Sarah Z., J1
