Der “Vaterschaftstest”: Praktikum des Bio-LK
Am 22. März 2024 hat unser Biologie Leistungskurs eine Exkursion zu der Stützpunktschule in Walldorf unternommen.
Inhalt unseres Ausflugs ist das Durchführen eines Vaterschaftstests, den man nur mit speziellen Geräten durchführen kann, die es ausschließlich an ausgewählten Schulen gibt.
Nach Unterrichtsschluss ist der Kurs nach Waldorf gefahren. Dort angekommen wurden wir alle mit weißen Laborkitteln ausgestattet und in Zweierteams eingeteilt. Nach der Begrüßung durch eine Lehrkraft und zwei Schülermentorinnen übten wir in unseren Gruppen das Pipettieren mit Mikropipetten. Dieser Vorgang ist für das gesamte Projekt wichtig gewesen. Im Anschluss an die Übung begannen wir mit der Vorbereitung für die Polymerasenkettenreaktion (PCR), die der erste Bestandteil des Vaterschaftstests ist. Mithilfe dieser werden DNA-Abschnitte vervielfältigt.
Dazu stellten wir zuerst den sogenannten Mastermix aus einer taq-Polymerase (thermostabile DNA-Polymerase zur Herstellung eines neuen DNA-Strangs) und einem PCR-Mix bestehend aus Primern (kurze DNA-Sequenzen, die den Start der Replikation anzeigen sollen) und Desoxynukleotiden (übrige Bestandteile der DNA wie Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin sowie Phosphat und Zucker) her. Diesen Mix gaben wir nun zu den DNA-Proben von Vater, Mutter, Sohn und Tochter.
Als Verdunstungsschutz wurde noch Mineralöl hinzugegeben. Die vier Proben von jeder Gruppe wurden danach in den Thermocycler (das Gerät, das die PCR durchführt) gegeben. Durch das mehrfache Durchlaufen dreier Schritte wurde die DNA vervielfältigt.
In der Zwischenzeit widmeten wir uns kurz der Theorie der PCR. Im Anschluss daran bereiteten wir das Gel für die Gelelektrophorese, dem zweiten Schritt des Testverfahrens, vor. Der Prozess dient der Auftrennung der DNA und kann durch mögliche Übereinstimmungen der entstehenden Banden Rückschluss auf Verwandtschaftsverhältnisse geben. Zuerst stellten wir einen einfach konzentrierten Gelelektrophoresepuffer her, den wir dann mit Agarose vermischten.
Die Flüssigkeit wurde dann kurz in einer Mikrowelle erhitzt und schließlich mit Ethidiumbromid kombiniert. Nach kurzem Abkühlen gossen wir das Gel auf den bereits an den Seiten mit Tesafilm abgeklebten Schlitten (eine Art flache Glasplatte, die man in eine größere Box einhängen kann) und setzten Kämme, um kleine Kammern zu erzeugen. Da die PCR immer noch lief und das Gel aushärten musste, hatten wir eine kurze Pause, in der man die Schule und das Gelände erkunden konnte.
Nach der Pause bekam jede Gruppe ein Probegel, in welches wir als Übung einen blauen Farbstoff pipettieren sollten. In der Zwischenzeit wurden Kämme und Tesafilm von dem Gel entfernt. Uns wurden vier Gele für die jeweiligen Probe überreicht. Diese wurden jedoch zuerst zentrifugiert. Da nun die PCR durchgelaufen war, konnten wir unsere DNA-Proben mit den passenden Gelen vermischen. Die fertigen Substanzen gaben wir schließlich in die entstandenen Gelkammern.
Nachdem alle ihre Probe eingefügt hatten, wurde das Gel an den Strom angeschlossen. Das Fließen der Proben dauerte einige Zeit, die wir mit einem Theorieblock und einer weiteren Pause füllten. Im Anschluss konnten wir unsere Gele auslesen und auswerten. Dazu wurde der Raum abgedunkelt und die Gele auf eine UV-Lampe gelegt. Das Resultat sieht man in dem Bild unten.
Als alle ihre Proben ausgewertet hatten, durften wir gehen. Es war ein sehr interessantes und lehrreiches Praktikum, das uns allen vermutlich bei der Abiturvorbereitung helfen wird, da die beiden Verfahren abiturrelevant sind.
Text: Mareike, K1