GEP und PCR im Bio-LK: Ein spannender Experimentiertag
Heute berichte ich von einem außergewöhnlichen Experimenttag, der kürzlich am Georg-Büchner-Gymnasium (GBG) in Köln im Rahmen des Biologie-Leistungskurses unter der fachkundigen Leitung von Herrn Förster stattfand.
Die Schülerinnen und Schüler begaben sich an diesem Tag auf eine spannende forensische Reise, um einen simulierten Mordfall mithilfe von Gelelektrophorese und Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zu lösen und im Anschluss einen Vaterschaftstest durchzuführen.
Die Gelelektrophorese (GE) ist eine etablierte Methode in der Molekularbiologie, die es ermöglicht, DNA-Fragmente anhand ihrer Größe zu separieren. In diesem Fall wurde sie genutzt, um DNA-Proben von potenziellen Tatverdächtigen zu analysieren. Die Schülergruppen luden ihre Proben in speziell präparierte Gelplatten und bewegten sie mithilfe eines elektrischen Feldes durch das Gel. Die leicht negativ geladenen DNA-Fragmente wanderten je nach Größe unterschiedlich schnell zum Pluspol, was eine Sortierung und Charakterisierung der genetischen Informationen anhand eines Bandenmusters ermöglichte.
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine weitere Schlüsseltechnologie in der Molekularbiologie. Sie erlaubt die exponentielle Vervielfältigung von DNA-Sequenzen und wurde hier eingesetzt, um die Menge des verfügbaren DNA-Materials zu erhöhen. Dies ist besonders relevant, wenn nur begrenzte Spuren am Tatort vorhanden sind, wie es in der realen forensischen Arbeit oft der Fall ist.
Herr Förster bereitete zunächst die Proben vor und beschriftete sie. Dann führten die Schülerinnen und Schüler die notwendigen Schritte zur Vervielfältigung der DNA mithilfe der PCR durch, was etwa zwei Stunden in Anspruch nahm. In dieser Zeit bereiteten sie auch das Gel für die Gelelektrophorese vor. Anschließend luden sie die Proben der Tatverdächtigen in das Gel und nach nur 20 Minuten konnten sie bereits charakteristische Merkmale zwischen den Proben feststellen und den simulierten Mordfall lösen.
Nach dieser erfolgreichen Aufklärung begann der zweite Teil des Experiments: der Vaterschaftstest. Die Schülerinnen und Schüler setzten erneut ihre Kenntnisse in der PCR ein, um ausreichend DNA-Material für die Gelelektrophorese zu gewinnen. Auch dieser Vorgang dauerte etwa zwei Stunden, und am Ende standen erstaunliche fünf Milliarden Kopien des genetischen Materials zur Verfügung. Die Proben wurden erneut in das Gel geladen, und die Schülerinnen und Schüler warteten gespannt auf die Ergebnisse, so haben sie einen Vaterschaftstest durchgeführt und die Verwandtschaft prüfen können. Ergebnis war: Es war der Vater.
Dieser Experimenttag war eine einzigartige Erfahrung für die Schülerinnen und Schüler, bei der sie nicht nur die theoretischen Grundlagen der Gentechnik erlernten, sondern sie auch praktisch an einem realistischen Fall anwenden konnten – mit Technologien, die auch in der forensischen Kriminalistik Anwendung finden.
Das Georg-Büchner-Gymnasium ist stolz darauf, dass es durch die Neuausstattung der Naturwissenschaften seinen Schülerinnen und Schülern solche einmaligen Lernerlebnisse bieten kann, und wir hoffen, dass auch in Zukunft viele weitere Mitschülerinnen und Mitschüler die Gelegenheit haben werden, an solchen spannenden Experimenten teilzunehmen.
Luka Dragicevic, Schüler des Bio-LK von Herr Förster
