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„Alles wurscht?” – Tierartdifferenzierung mittels PCR -Was ist wirklich drin im Döner?

Teilnahme der GGO/GPO im Fach Biologie Leistungskurs an einem eintägigen Laborkurs zum Thema „Tierartdifferenzierung mittels PCR“ des Bilabs in Beverungen

Die Biologie Grund- und Leistungskurse der Oberstufe des beruflichen Gymnasiums mit den Schwerpunkten Gesundheit sowie Erziehung und Soziales besuchten mit ihren Fachlehrerinnen Frau Bodemer und Frau Menne das Biologie Labor (kurz Bilab) in Beverungen. Ziel der Exkursion war es unter anderem, herauszufinden, ob die an den Lieblingsdönerbuden der Schülerinnen und Schüler deklarierten Tierarten 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 von Rind (Kalb) und einmal Pute 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 Flüssigkeiten 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 – Stücke sind, diese sind je nach Tierart unterschiedlich, wandern die DNA-Fragmente eine kleinere oder größere Strecke durch das Gel. Dabei gilt je kleiner das DNA-Fragment, desto weiter ist die zurückgelegte Strecke.
Die Schülerinnen und Schüler führten fünf verschiedene Proben in ihre selbst erstellten Gele ein. Einen Marker, welcher zeigt, dass das Gel als solches funktioniert, indem er auf verschiedenen Ebenen des Gels Banden hinterlässt. Eine Positivkontrolle zu ihrem spezifischem Döner-Fleisch (Huhn/Pute) bzw. (Schwein/ Rind) sowie eine weitere Positivkontrolle, um herauszufinden, ob in den Proben noch andere Tierarten enthalten sind wie z.B. Schwein oder Huhn. Dazu kommt noch die zu untersuchende isolierte DNA mit den spezifischen Primern je nach Fragestellung sowie eine Negativkontrolle, in welcher keine DNA enthalten war und welche als Sauberkeitsnachweis gilt.

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.

Leider waren die Ergebnisse nicht eindeutig auszuwerten. Dennoch waren alle Schülerinnen und Schüler sehr zufrieden mit den gesammelten Erfahrungen.