DNA-Isolierung aus Obst und Gemüse

Inhalt des Schülerkurses

Bei diesem gut zweistündigen Versuch isolieren die Schüler selbständig DNA aus einer Kiwi. Den Schülern werden die verschiedenen Arbeitsschritte aufgezeigt, welche Bedeutung diese haben und welche Bereiche der Zelle dafür relevant sind. Am Ende dieses Versuches erhält jeder Schüler ein Falcon-Tube mit in Ethanol gelöster DNA.

Die DNA ist bei einer Pflanzenzelle sowohl von Zellwand und Zellmembran als auch durch die Kernmembran geschützt. Das bedeutet, dass diese Bereiche zerstört werden müssen ohne jedoch die DNA selbst zu beschädigen. Dazu werden mechanische, chemische und biologische Methoden – unter Einbeziehung eines Temperaturgradienten – genutzt. Die Zellwand und die Zellmembran können mechanisch durch schneiden, mörsern oder mixen aufgebrochen werden. Um die Zellmembran zusätzlich zu destabilisieren, werden mit Hilfe von Spülmittel, in dem Tenside enthalten sind, Fette in Lösung gebracht. Nachdem die Probe zunächst einer Temperatur von 60°C ausgesetzt und anschließend wieder abgekühlt wurde, werden die Zellbestandteile durch Filtration voneinander getrennt. Durch die Zugabe von kaltem Ethanol zum Filtrat wird die DNA gefällt und sichtbar gemacht.

Im Anschluss an diesen ersten Versuch besteht die Möglichkeit, dass die Schüler – in eigenverantwortlicher und selbständiger Teamarbeit – nochmals DNA von ihrem eigens mitgebrachten Obst oder Gemüse isolieren. Hierbei sollen die Schüler, die aus dem ersten Durchgang bekannten Arbeitsschritte und -methoden auf ihre eigene Probe adaptieren. Dabei ist zu beachten, dass jede Obst- und Gemüsesorte eine sensible Herangehensweise, z. B. hinsichtlich der Festigkeit der Probe, erfordert, um zu einem guten Projekterfolg zu gelangen. Durch diese Wiederholung erlangen die Schüler eine gewisse Methodensicherheit und ein besseres Handling bezüglich der Arbeitsgeräte. Für diesen zweiten Durchgang sollte eine zusätzliche Zeitstunde eingeplant werden.