Am 17.01.22 fand der Projekttag Gentechnik für die Schüler:innen der Jahrgangsstufe 12 (Q1) statt. Die beiden Grundkurse von Herrn Ille und Frau Devic und der Leistungskurs von Frau Fisch beschäftigten sich an diesem Tag mit den Versuchen und der dazugehörigen Theorie des Labortagkonzepts Genie – Genetik im Experiment, dass von der Universität Frankfurt entwickelt wurde.
Hierfür lösten die Schüler:innen ein fiktives Tatszenario, bei dem ein Mörder auf Grund seines genetischen Fingerabdrucks von den Schüler:innen identifiziert wurde. Mit Hilfe von drei Verfahren konnten die Schüler:innen diesen fiktiven Mordfall lösen.
Am Tatort wurde ein Zigarettenstummel gefunden. Als Äquivalent zur Isolierung der DNA, die sich an diesem Zigarettenstummel befand, isolierten die Schüler:innen die DNA von Bananen und Tomaten, um das Verfahren der DNA-Isolation kennenzulernen und zu verstehen, wie Spülmittel und Ananassaft als Lipasen und Proteasen zur Zerstörung der Membranen dienen können, damit die DNA freigesetzt und sichtbar gemacht werden kann. Die Isolation der am Tatort gefundenen DNA ist auch in der Kriminalistik der erste Schritt zu Identifikation des Täters. Als zweites Verfahren konnten die Schüler:innen das Verfahren der PCR (Polymerasekettenreaktion) nennen, denn dieses wurde vorher schon im Unterricht besprochen. So war den Schüler:innen am Projekttag sofort klar, dass mit Hilfe der PCR die isolierte DNA des Täters vervielfältigt werden kann, damit danach eine Gelelektrophorese durchgeführt werden kann, die den Täter anhand seines genetischen Fingerabdrucks identifiziert. Bevor die Schüler:innen die Gelelektrophorese durchführten, mussten sie noch verstehen, was ein genetischer Fingerabdruck ist. Anhand eines Expertenpuzzles konnten sie sich dieses Wissen aneignen: Es handelt sich dabei um nicht codogene Bereiche der DNA, die VNTRs oder STRs genannt werden. Das heißt, diese Bereiche codieren keine Proteine, werden also nicht abgelesen. Die Anzahl der Basenwiederholungen innerhalb dieser Bereiche ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich, weshalb die Länge dieser DNA-Abschnitte bei jedem Menschen variiert und man von einem genetischen Fingerabdruck sprechen kann. Bei dem Verfahren der Gelelektrophorese können diese DNA-Abschnitte nach ihrer Länge aufgeteilt und sichtbar gemacht werden. Ein Agarosegel wird hierfür unter Spannung gesetzt, sodass die negativen DNA-Abschnitte zur positiven Anode durch das Gel wandern können. Kürzere Abschnitte wandern schneller, weshalb sich Banden abbilden, die je nach Länge der DNA-Abschnitte an einer anderen Stelle im Gel vorhanden sind. Wenn man diese Banden mit den Banden des Täters miteinander vergleicht, kann dieser identifiziert werden.
Die Schüler:innen bauten sich hierfür zunächst eine Gelgießkammer aus einen Objektträger und Paketband. Das Argarosegel wurde hineingegossen und härtete aus. Später wurde das Gel in eine Frischkäsebox gelegt und mit TAE-Pufferlösung übergossen, welche leitet, da sie Ionen enthält. Diese Apparatur wurde über Krokodilklemmen an Batterien angeschlossen, um das Gel unter Spannung zu setzen. Vorher wurden noch die Proben, die die Täter-DNA und die DNA der Verdächtigen enthielten, in das Gel pipettiert. Diese Proben wanderten nun ca. 30 Min. durch die Lösung, bis zu erkennen war, dass die Probe des Sohns der Ermordeten die gleichen Banden ausbildete, wie die Probe des Täters (die DNA des Zigarettenstummels). So konnten die Schüler:innen den Täter identifizieren. Da der Vater der zweite Verdächtige war, konnten die Schüler:innen außerdem erkennen, dass der Sohn wirklich der Sohn des Vaters sein muss, da er von seinem heterozygoten Vater eine Bande, also eine Anzahl an Wiederholungen der VNTRs und von seiner homozygoten Mutter die andere Bande vererbt bekommen hatte.
Katrin Devic
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