Teilnahme der GGO/GPO im Fach Biologie Leistungskurs an einem eintägigen Laborkurs zum Thema „Tierartdifferenzierung mittels PCR“ des Bilabs in Beverungen.
Am 01. Und 02. 12. 2021 besuchten die Biologie Grund- und Leistungskurse der Oberstufe des beruflichen Gymnasiums mit den Schwerpunkten Gesundheit sowie Erziehung und Soziales mit ihren Fachlehrerinnen Frau Burian und Frau Bodemer das Biologie Labor (kurz Bilab) in Beverungen. Ziel der Exkursion war es, neben dem praktischen Kennenlernen des Verfahrens der PCR, herauszufinden, ob die an den Lieblingsdönerbuden der Schülerinnen und Schüler deklarierten Fleischarten tatsächlich im Dönerfleisch enthalten sind. Zur Untersuchung brachten jeweils zwei Schülerinnen einen Döner von einer Dönerbude aus dem Kreis Höxter mit, die laut Angabe der Betreiber einmal Fleisch vom Huhn mit Tzatziki und einmal von Pute mit Tzatziki enthielten.
Nach einer kurzen Einführung konnten die Schülerinnen und Schüler sofort mit den Vorbereitungen der Versuchsreihe beginnen. Für die weiteren Untersuchungen musste die DNA zunächst aus den Proben isoliert werden. Dies erreichten die Schülerinnen und Schüler, indem sie die Fleischproben mit einem Mixer homogenisierten. Mittels verschiedener Lösungs- und Reaktionsmittel erreichten sie eine Trennung der zur Verfügung stehenden Proben in drei Teile: eine Fettschicht, eine klare Flüssigkeit, die als Überstand bezeichnet wird, in welcher sich nun die DNA befindet, sowie Überreste, die sich am Boden befinden. Den Überstand pipettierten die Schülerinnen und Schüler mithilfe von Mikropipetten heraus. Nach drei weiteren Waschschritten der DNA und sich jeweils anschließendem Zentrifugieren hatten sie schließlich die DNA isoliert.
Der nächste Vorbereitungsschritt der Versuchsreihe war die Vervielfältigung der DNA mittels der Polymerasekettenreaktion (kurz: PCR) im Thermocycler. Hierzu gaben sie die benötigten Komponenten, die zur DNA- Replikation benötigt werden, zu der isolierten DNA und stellten sie anschließend in den Thermocycler. In diesem Gerät wird die DNA innerhalb von ca. 2 Stunden millionenfach vervielfacht, welches Voraussetzung für die weitere Untersuchung und Auswertung ist. Während dieser (Warte)Zeit, wurden unter Anleitung selbst Gele hergestellt, die für die spätere Gelelektrophorese benötigt wurden. Das Ziel einer Gelelektrophorese ist es, anhand verschiedener Vergleichsbandenmuster zu analysieren, welches Bandenmuster die vorliegende Döner- Probe zeigt, um von diesem Bild auf die verwendete Fleischprobe und ihrer Herkunft Rückschlüsse zu ziehen.
Im Allgemeinen funktioniert es so, dass die Proben der Döner-DNA in kleine Geltaschen einpipettiert werden und bei Inbetriebnahme der Gelapparatur durch die negative Ladung der DNA diese in Richtung des positiven Pols durch das Gel wandert. Je nachdem wie lang die DNA – Teilstücke sind – diese sind je nach Tierart unterschiedlich lang – wandern die DNA-Fragmente eine kleinere oder größere Strecke durch das Gel. Dabei gilt, je kürzer das DNA-Fragment, desto weiter ist die zurückgelegte Strecke im Gel.
Die Schülerinnen und Schüler führten sechs verschiedene Proben in ihre selbst erstellten Gele ein: 1. einen Marker, welcher einen Längenstandard bildet für DNA- Fragmente bekannter Längen, 2. zwei Positivkontrollen zu ihrem spezifischem Döner-Fleisch (Huhn/Pute) bzw. (Schwein/ Rind) sowie 3. ihre beiden Döner-Proben mit den tierartspezifischen Primern und 4. eine Negativkontrolle, die als Sauberkeitsnachweis dient. Nachdem die Gelelektrophorese beendet war, konnten die Schülerinnen und Schüler anhand der entstandenen Banden, die die Proben je nach Länge der Wanderung im Gel hinterlassen haben, erkennen, welche spezifische Tierart-DNA sich in unserem Döner befand.
Die Ergebnisse der Arbeitsgruppen zeigten schließlich, dass in den Dönerproben wie erwartet, einmal DNA- Fragmente vom Huhn und in der anderen Döner-Probe von der Pute enthalten waren. Jedoch gab es große Verwunderung, warum denn auch noch bei beiden Proben außerdem DNA vom Rind im Gelbild zu erkennen war. Dieses Rätsel wurde von den Schülerinnen und Schülern selbstständig gelöst: ein klassisches Tzatziki besteht aus Joghurt, welcher aus Milch hergestellt wird!
