Biologie-LK Q1: Dem Täter auf der Spur

Egal ob aus den spannenden Detektivromanen, amerikanischen Krimiserien oder dem sonntäglichen Tatort – jeder kennt den Moment, wenn der charismatische Kommissar auf die wiederholte Verneinung des Zu-Vernehmenden, irgendetwas mit der Sache zu tun zu haben seufzend sagt: „Herr Librecht sie können jetzt aufhören uns Lügen aufzutischen, wir haben ihre DNA-Spuren am Tatort sichergestellt.“  Tja und das war es dann meistens für den mutmaßlichen Verbrecher, denn DNA lügt nicht.

So ähnlich wie unsere Tatort Kommissare waren auch wir, die Schüler und Schülerinnen der beiden Biologieleistungskurse der Q1, am Montag-Vormittag, den 29.10.18, auf Spurensuche in unseren Erbinformationen. Obwohl wir dabei, statt der DNA eines potentiellen Verbrechers, unsere eigene DNA unter die Lupe nahmen, wanden wir im Prinzip das Verfahren an, das seit den 1980ern zur Identifizierung potenzieller Täter verwendet wird.

Der Tag startete, gut ausgerüstet mit den geliehenen Versuchskoffern, Geräten und Materialien der Paul-Ehrich-Schule in Frankfurt, mit einigen einführenden Filmen über die Methode. Nachdem dann alle höchst professionell mit Schutzkitteln und Handschuhen ausgestattet waren, konnte es losgehen. Doch bevor wir uns an das Experiment selbst wagen konnten, musste der Umgang mit einem dazu nötigen Werkzeug natürlich erst noch geübt werden. Denn von so einer „Kolbenhubpipette“ hatte keiner vorher schon einmal gehört, geschweige denn wussten wir wie so ein Ding funktioniert. Nachdem dann aber in allen Tischgruppen-Teams anfängliche Schwierigkeiten behoben waren, konnte es endlich ernst werden. Die Entnahme der Mundschleimhautzellen, mit krimimäßigen Stäbchen, machte dann endgültig klar, dass das hier nicht mehr der theoretische, abstrakte Teil von Biologie ist, bzw. dass eben dieser scheinbar oft so realitätsferne Teil sich nun an den eigenen Zellen tatsächlich abspielen wird. Ein spannender Gedanke.

Die entnommenen Proben in fein säuberlich beschrifteten Reaktionsgefäßen wurden schließlich erhitzt und sozusagen gut durchgemixt, um einen besseren Zugriff auf das was uns wirklich interessierte – die DNA – zu erhalten. Um später ein eindeutiges Ergebnis zu erhalten, brauchten wir dann noch mehr von eben jener DNA-Stelle (Lokus) die wir untersuchen wollten. Das erreichten wir mit der PCR Methode, eine Methode die es einem ermöglicht, einen ganz bestimmten DNA-Abschnitt zu vervielfältigen. Dieses Verfahren übernahm nach der Zugabe aller nötiger „Zutaten“ eine Maschine, da dazu ein wiederkehrender Kreislauf aus verschiedenen Temperaturen nötig ist. Und während wir uns in unseren Gruppen dann gegenseitig die teilweise schon im Unterricht erarbeitete theoretische Funktionsweise dieser Methode erklärten, lief genau dieses Verfahren hinter uns in Echtzeit ab.

Die fertigen Proben wurden im nächsten Schritt dann in ein Zucker-Gel pipettiert, an das eine Spannung angelegt wurde und in dem dann die DNA aufgrund ihrer negativen Ladungen zum Pluspol wanderte. Gleichzeitig ist dieses Gel aber so beschaffen, dass kürzere DNA Fragmente schneller und weiter wandern als lange. Und genau diese Eigenschaften waren schließlich entscheidend, denn das später daraus resultierende Muster an verschieden hohen und breiten Banden im Gel zeigte, wie lange und wie viele DNA Fragmente aus der zu untersuchenden Stelle entstanden waren, und das war bei jedem unterschiedlich. Wir hatten zwar nur eine statt wie bei einem richtigen genetischen Fingerabdruck mindestes 13 Stellen in der DNA nach solchen Unterschieden untersucht, und dadurch durchaus noch einige Dopplungen, wie die anschließende Analyse unserer Ergebnisse zeigte, aber das Prinzip war deutlich geworden. Ebenso klar war der Unterschied zum professionellen Fingerabdruck, da einige von uns leider keine Ergebnisse hatten, was schade war, einem aber auch nochmal die vielen möglichen Fehler vor Augen führte, die als Ursache dessen gesehen werden konnten.

Und im Endeffekt war es egal, ob man dann am Ende stolz behaupten konnte, dass man am D1S80 DNA-Locus heterozygot war, denn neben dem neu erworbenen Wissen, war es schön mal wieder zu sehen wie wichtig und lebensnah die Praxis zu manch einer scheinbar rein abstrakten Theorie doch ist.

Und natürlich den nicht zu unterschätzenden Vorteil, beim nächsten Tatort genau zu wissen, wie das mit den DNA-Spuren abläuft.

Anne Liebau (Q1)

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