Auf Spurensuche im Genom: Biologie-Kurse der Q2 zu Gast im XLAB Göttingen

Göttingen, Mittwochmorgen, 9 Uhr: Während vor dem Fenster unfreundliches Wetter vorbeizieht, bringen die Schüler des Leistungskurses und Grundkurses Biologie im Labor das eigene Genom zum Vorschein. Der Tag steht im Zeichen eines Ausflugs in die Laborarbeit und die Tiefen unseres genetischen Codes. 

DNA – drei Buchstaben für ein ganzes Universum

Unterbrochen durch kurze Theorie-Blöcke, die zwischen wissenschaftlichem Anspruch, praktischer Anwendbarkeit sowie anschaulichen Fallbeispielen pendelten, ging es für die Schüler direkt in die ungewohnte Rolle der Laborarbeit: Zellen aus der eigenen Mundschleimhaut werden gewonnen, DNA isoliert – und aus dem bisher abstrakten Schulwissen wird erlebbare Realität. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), ein molekularbiologisches Wunderding, vervielfältigte ausgewählte DNA-Abschnitte in Rekordzeit. 

Doch was macht den „genetischen Fingerabdruck“ eigentlich aus?

Im Fokus stehen sogenannte Short Tandem Repeats (STRs) – kurze, sich wiederholende DNA-Sequenzen, die bei jedem Menschen an festen Stellen im Genom vorkommen, sich aber in der Anzahl der Wiederholungen unterscheiden. Ein genetischer Fingerabdruck ist also keine Momentaufnahme wie sein Namensvetter aus Fett oder Kreide, Tinte und Staub, sondern ein präzises Profil unseres innersten Bauplans – individuell wie ein Schneekristall. Diese STRs bilden die Basis für den genetischen Fingerabdruck, der in der Forensik oder Abstammungsanalyse genutzt wird. Aber auch die Anwesenheit von Erregern kann man so nachweisen; jedem ist seit der Corona-Pandemie der Begriff „einen PCR-Test machen“ sicher geläufig. 

Nach der PCR folgte die Gelelektrophorese: Auf einem mit Agarose-Gel befüllten Träger wurde die vervielfältigte DNA aufgetragen und durch elektrischen Strom wandern gelassen – kleinere DNA-Fragmente wandern schneller durch das poröse Agarose-Gel, während größere Fragmente stärker gebremst werden und daher langsamer migrieren. Das Ergebnis: ein Bandenmuster, so individuell wie ein Barcode – der individuelle Bauplan der Zellen (oder wenigstens ein Teil davon) wird auf einmal mit dem bloßen Auge sichtbar. 

Die Schüler konnten so, neben einem Blick in ihre genetische Information, auch einen Einblick in die Arbeit in einem universitären Labor erhalten – mit allen dazugehörigen Freuden bei gelungenem Versuch und im Einzelnen auch der Enttäuschung, sich nach einem Tag anstrengender Arbeit auf die Fehlersuche bei leeren Bandenmustern machen zu müssen. So ist ein Tag im Labor spannender und gleichzeitig fordernder als gedacht – wenn auch noch lange nicht so perfekt wie das unvergleichliche Weihnachtskonzert. 

Am Ende des Tages sind die Schülerinnen und Schüler nicht nur um (kurzzeitig) einige Mikroliter DNA reicher, sondern auch (langfristig) hoffentlich um eine neue Lernerfahrung, die die Biologie aus dem Lehrbuch ins Leben holte und im Gedächtnis bleiben lässt.