Aber anders als Sie jetzt vielleicht denken…
Vermutlich haben Sie sich geirrt?! Beim Vaterschaftsnachweis am Kant ging es nicht darum, die Vaterschaft eines Schülers unserer Schule festzustellen, sondern um ein Modellexperiment der Molekularbiologie: Den genetischen Fingerabdruck. Bei diesem Praktikum geht es darum, das Verwandtschaftsverhältnis zwischen der biologischen Mutter, Tochter, Sohn und drei potenziellen Vätern zu untersuchen. Können Sie das Rätsel lösen, welcher Vater zu welchem Kind gehört?
Um diese Frage zu klären, versammelte sich der Biologie Leistungskurs der KS1 im Rahmen einer praktischen GFS in der Schule. Die nötigen Laborgeräte besitzt unsere Schule als Stützpunktschule für Molekularbiologie und das Know-How bekamen die Teilnehmer von Ihrem Mitschüler, Maximilian Dietze, der als Schülermentor für Molekularbiologie an der Schule tätig ist, vermittelt. Unterstützt wurde er von unserem Fachlehrer und Laborleiter Herrn Horn.
Nachdem das ordnungsgemäße Pipettieren mit einer Eppendorf-Pipette geübt wurde, hieß es, DNA „in die Hand“ und ran an die Gel-Elektrophorese! Doch nun ans Eingemachte: Wer DNA untersuchen möchte, der braucht einen sogenannten Thermocycler. Denn mithilfe dieses speziellen „Backofens“ kann der erste der beiden Teilschritte eines genetischen Fingerabdrucks ablaufen, die Polymerasekettenreaktion (kurz PCR). Beim Vaterschaftsnachweis wird nicht die gesamte DNA, sondern nur repetitive Teilbereiche, die als STRs bekannt sind, untersucht. Diese Wiederholungen im Erbgut eines Menschen sind sehr individuell und einzigartig. Da dieses Verfahren mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,9% zur eindeutigen Identifizierung von Individuen genutzt werden kann, nennt man dieses Vorgehen auch den genetischen Fingerabdruck.
Da nun genug DNA von Vater, Mutter, Sohn und Tochter vorlag, galt es, die Verwandtschaftsverhältnisse mittels der Gel-Elektrophorese zu bestimmen. Dieser zweite Teilschritt erforderte die zuvor angeeigneten Fähigkeiten im Pipettieren. Auch wenn etwas ungewohnt, gelang es allen Schülern die DNA der Familienmitglieder in die Geltaschen zu befördern. Dabei benötigt man ziemliches Fingerspitzengefühl!
In diesem Teilschritt macht man sich die negative Ladung der DNA zu Nutze. Im elektrischen Feld wandert die DNA durch das Gel an den Pluspol. Es gilt: Je kürzer die DNA-Moleküle, desto weiter wandern diese (nach unten). Je länger ein DNA-Molekül, desto kürzer wandern diese (weiter oben im Gel). Die waagerechten Striche, die sich nun unter UV-Licht ergeben, werden auch Banden genannt. Liegen Banden zweier Personen auf derselben Höhe, ist eine Verwandtschaft wahrscheinlich.
So lehrreich das Praktikum für uns war, so lehrreich ist der Artikel hoffentlich für Sie!
Können Sie anhand unseres Ergebnisses der Gel-Elektrophorese die Verwandtschaftsverhältnisse bestimmen?
Kürsad Kumru (KS1)
16.02.2023