In dieser Woche wurde unser Biologie-Übungsraum wieder zum Testlabor. Die 10A und 10B durften – passend zum Lehrplanbereich Ökosystem Mensch – selbst erleben, wie die PCR (polymerase chain reaction = Polymerase-Kettenreaktion) beim Nachweis von Krankheitserregern eingesetzt wird.
Bevor es ans praktische Arbeiten ging, wurde noch einmal wiederholt, warum die PCR zu den wichtigsten Methoden der modernen Molekularbiologie zählt: Ob in der Kriminalistik, bei Vaterschaftstests, in der medizinischen Diagnostik oder in der Gentechnik – überall spielt sie eine zentrale Rolle. Umso spannender war es für die Schülerinnen und Schüler, diese Schlüsseltechnik, die sie in der 9. Jahrgangsstufe kennengelernt haben, einmal eigenhändig durchführen zu können.
Dank Leihmaterial der MINT-Labs Regensburg, darunter DNA-Proben, Mini-PCR-Geräte, Laptops zur Steuerung der PCR-Geräte und Gelelektrophorese-Kammern, konnten die Klassen ein Experiment durchführen, das den Nachweis eines Virusbefalls simuliert. Die Ausgangssituation: Vier Flugpassagiere standen unter Verdacht, mit dem SARS-CoV-2-Virus infiziert zu sein. Die DNA-Proben wurden mittels PCR vervielfältigt und mit einem fluoreszierenden Marker versehen, sodass die Ergebnisse später unter UV-Licht sichtbar wurden. Über die Laptops konnten die Schülerinnen und Schüler nicht nur die Temperaturzyklen starten und überwachen, sondern parallel durch anschauliche Animationen verfolgen, was im Inneren der PCR gerade geschieht: Denaturierung, Hybridisierung, Elongation – Schritt für Schritt.
Die Auswertung sorgte dieses Mal für ein paar Aha-Momente und auch einige Lacher, denn die Ergebnisse präsentierten sich als kunterbunter Mix. Manche Gruppen sahen exakt die erwarteten Leuchtmuster, bei anderen schimmerte plötzlich die Negativprobe, während die Positivprobe dunkel blieb und andersrum und bei einigen leuchtete einfach alles fröhlich durcheinander. Doch gerade das machte den Versuch authentisch: Die Jugendlichen konnten unmittelbar erkennen, wie sensibel solche Methoden sind und wie wichtig sorgfältiges Pipettieren ist. Die Freude war trotzdem groß, denn alle waren begeistert, dass ihre Proben überhaupt sichtbar wurden.
Im zweiten Teil stand die Gelelektrophorese auf dem Programm – eine Technik, bei der Moleküle anhand ihrer Größe und Ladung voneinander getrennt werden. Damit das Prinzip besonders anschaulich wird, arbeiteten die Klassen mit Farbstoffen statt DNA. Besonders eindrucksvoll war die Auftrennung des grünen Farbstoffs: Im elektrischen Feld zerlegte er sich sichtbar in Blau und Gelb, wobei der gelbe Bestandteil deutlich weiter wanderte, während das Blau zurückblieb. Ein farbenfroher und zugleich lehrreicher Blick auf die Funktionsweise dieser Labormethode!
Ein ganz herzliches Dankeschön geht erneut an das MOBI-Lab der MINT-Labs Regensburg e.V. für die großzügige Leihgabe des Equipments!
Magdalena Drenkard