Wieso habe ich eigentlich die gleiche Haarfarbe wie mein Opa? Warum sehe ich meiner Mama ähnlich und warum denken manchmal Leute, dass meine Schwester und ich Zwillinge sind?
Solche Fragen hat sich die eine oder der andere von euch bestimmt auch schon einmal gestellt. Es gibt eigentlich eine recht einfache Antwort auf diese Fragen: Die Genetik oder auch Vererbungslehre. In diesem wissenschaftlichen Fach beschäftigen sich Forscherinnen und Forscher damit, wie unsere Zellen sich vermehren und wie unser Erbgut, also die Bauanleitung unseres Körpers, aufgebaut ist. Aber auch damit, warum wir so sind, wie wir sind und warum wir so aussehen, wie wir aussehen.
Wir, der Biologie-LK von Frau Dr. Heisler, beschäftigen uns nun in der Q2 mit dem Thema Genetik. Um uns einen spannenden Einstieg in dieses Themengebiet zu bieten und vielleicht, um das gefährliche Halbwissen aus der EF etwas aufzufrischen, hat Frau Heisler uns einen Workshop im Schülerlabor der Firma Bayer gesichert. Im sogenannten Baylab durften wir am ersten Schultag spannende Versuche rund ums Thema Genetik durchführen.
Unter Anleitung von zwei Referentinnen durften wir dort lernen, wie es ist, in einem echten Labor zu arbeiten. Wir haben verschiedene DNA-Proben untersucht und neue abiturrelevante Methoden kennengelernt. DNA oder auch Desoxyribonukleinsäure (A wegen Acid für Säure im Englischen) ist das Molekül in unserem Zellkern, das alle unsere genetischen Informationen enthält und mit dem unser Körper steuert, wie wir aussehen und funktionieren. Die DNA ist verantwortlich für alle lebenswichtigen Funktionen. Zu zweit haben wir je zwei DNA-Proben erhalten und sollten im Verlauf des Tages herausfinden, welche von einem Mann und welche von einer Frau stammt. Dies lässt sich mit Hilfe der sogenannten PCR-Methode herausfinden. Dazu mischt man die DNA-Probe mit verschiedenen Substanzen und lässt bestimmte Abschnitte tausendfach vervielfältigen. Diese Substanzen sind zum einen Enzyme, welche in der Lage sind, DNA-Abschnitte zu kopieren, und zum anderen die Bausteine, aus welchen die DNA besteht. Ein sogenannter Primer, der ebenfalls hinzugegeben wird, dockt an bestimmte Abschnitte der DNA an und signalisiert dem Enzym, welchen DNA-Abschnitt es kopieren soll. In einer Lösung gemischt und mit UV-Farbstoff versetzt (warum folgt später), können die Substanzen so aus einer DNA-Probe viele kleine kopierte Abschnitte eines bestimmten Teiles der DNA herstellen. Der gewünschte Abschnitt wird in 35 Zyklen unter Temperaturwechseln so oft vervielfältigt, dass am Ende der PCR 35 Millionen kleine DNA-Abschnitte in der Probe vorhanden sind. Um nun herauszufinden, ob es sich um DNA von einem Mann oder einer Frau handelt, mussten wir eine sogenannte Gelelektrophorese durchführen. Bei dem Namen graute es uns allen kurz, denn was ist bitte eine Gelelektrophorese? Aber so schlimm, wie es klingt, ist sie wirklich nicht. 
Zunächst haben wir ein Gel aus dem Zucker Agarose und einer Lösung aus Wasser und Salzen hergestellt und dieses in eine Form gegossen. Als es nach kurzer Zeit ausgehärtet war, haben wir in kleine Taschen in dem Gel unsere DNA-Proben pipettiert. Das Gel mit der DNA haben wir anschließend in eine Vorrichtung (Gelelektrophoresekammer) gegeben, die mit einer Salzwasserlösung gefüllt und an eine Stromquelle angeschlossen wurde. Die DNA, die negativ geladen ist, wird durch das Gel zu einer Seite gezogen, nämlich dem Pluspol der Stromquelle. Da aber das Gel einen Widerstand bildet, können sich die Proben – je nach ihrer Größe – nur bis zu einem gewissen Grad zum Pluspol bewegen und sammeln sich irgendwann. Die DNA-Probe des Mannes besteht aus einem Teil DNA-Stücke, welche kürzer sind und so weniger Widerstand haben und aus einem Teil längerer Stücke, welche mehr Widerstand haben. Die DNA der Frau hat zwei der längeren Stücke. Die Probe des Mannes breitet sich also in zwei verschiedenen Bereichen aus und die der Frau sammelt sich an einer Stelle auf gleicher Höhe des einen Bereiches des Mannes. Wie vorher erwähnt haben wir die DNA mit UV-Farbstoff eingefärbt. Als die Gelelektrophorese fertig war, haben wir das Gel auf eine UV-Lampe gelegt und konnten so sehen, welche der beiden Proben zwei Streifen (Banden) ausgebildet hat und welche einen breiteren. Die mit zwei Banden war die DNA-Probe des Mannes und die mit einem breiteren Streifen die der Frau. So haben wir mit Hilfe von PCR und Gelelektrophorese herausgefunden, welche Probe der Desoxyribonukleinsäure zu welchem Geschlecht gehört.
