Vorbereitung der DNA / Restriktionsverdau

Die Schüler bekommen sechs farblich sortierte DNA-Proben. Eine davon stammt vom Tatort, die anderen Fünf sind von Verdächtigen. Durch den Vergleich der Tatortprobe mit den fünf weiteren DNA-Proben kann herausgefunden werden, ob es sich bei einem der Verdächtigen auch um den Täter handelt.

Hierfür wird zunächst ein Enzymgemisch zu jeder DNA-Probe hinzu pipettiert. Daraufhin setzt der sogenannte Restriktionsverdau ein. Dabei schneiden spezielle Enzyme die DNA an bestimmten Stellen (Erkennungsstellen oder Restriktionsschnittstellen) in verschieden große DNA-Fragmente. Die Restriktionsenzyme haben also gewissermaßen die Funktion von molekularen Scheren. Diese DNA-Fragmente sind bei jedem Menschen unterschiedlich und ermöglichen dadurch seine Identifizierung. Diese Methode wird u. a. auch genutzt, um den Vaterschaftstest durchzuführen.

Gelelektrophorese 

Anschließend werden die mit einem kennzeichnungsfreien, nicht toxischen Fluorophor zugesetzten Agarose-Gele auf einen Träger gegossen. Dieser Zusatzstoff interkaliert mit der DNA und ermöglicht unter Blaulichtanregung der Fluoreszenz eine Färbung und Visualisierung dieser. Die Agarose-Gel-Platten sind die Grundlage für die Elektrophorese, einer Standardmethode zur Trennung von DNA-Fragmenten nach ihrer Größe durch das Fließen eines elektrischen Stroms im Gel.

Zur Vorbereitung der Gelelektophorese werden die DNA-Proben zunächst nach dem Restriktionsverdau mit Gelladepuffer versetzt, homogenisiert und zentrifugiert. Nachdem der Träger mit dem Agarose-Gel in die Elektrophoresekammer eingesetzt wurde, können die DNA-Proben in die einzelnen "Taschen" (Aussparungen) der Gel-Platte pipettiert werden. Die Gelelektrophorese dauert ca. 20 Minuten, in denen das Gerät die Aufgabe von allein "erledigt". Da in dieser Zeit nichts beobachtet werden kann, könnte die Zeit zur Wiederholung der Grundlagen der DNA genutzt werden.

Nach dem Abschluss der Gelelektrophorese werden die Gele auf einem Blaulicht-LED-Transilluminator positioniert, wodurch die DNA-Banden (DNA-Fragmente gleicher Länge) sichtbar werden. Um herauszufinden, welche Verdächtigen-Probe zur Tatort-Probe passt, muss nur ein Vergleich angestellt werden.