Isolierung von DNA – ein Projekt des LK-Biologie (MLR, 01.2009)

Passend zum Thema “Molekulargenetik” in den Biologieleistungskursen der Jahrgangsstufe 13 wurde mit dem Experiment “Isolierung der DNA” das bisher theoretisch Besprochene für die Schüler sichtbar – die Substanz, in der die Erbinformationen gespeichert sind. Die Quelle der isolierten DNA waren verschiedene Gemüse- und Obstsorten, unter anderem Zwiebeln, Orangen und Tomaten, welche von den Schülern mitgebracht wurden.

Um die DNA zu isolieren, müssen zunächst die Zellmembranen zerstört werden. Dazu wurden die Ausgangsmaterialien mechanisch zerkleinert und in eine spülmittelhaltige Salzlösung (3 g Natriumchlorid, 10 ml Spülmittel, 100 ml Aqua dest.) gegeben und in einem Wasserbad 15 Minuten auf 60°C erhitzt.
Durch das Spülmittel werden die selektiv permeablen Membranen der Zellwände zerstört, die omnipermeablen Membranen bleiben intakt. Um diese aufzubrechen, werden die Zwiebel-, Orangen- oder Tomatenstücke nach dem Erwärmen in der Salzlösung im Mörser weiter zerkleinert und homogenisiert.
Danach wird dieses Gemisch mit einem Kaffeefilter filtriert, um die überflüssigen Zellen und Zelltrümmer von der DNA zu trennen.
Nun sind die größten Hindernisse auf dem Weg zur DNA bereits überwunden.

Um die DNA allerdings in reiner Form zu isolieren, muss sie noch von den Proteinen (Histonen), mit denen sie in einem Komplex vorliegt, getrennt werden.
Dazu wird Waschpulver, welches das Enzym Protease enthält, zum Filtrat hinzu gegeben, um die Histone zu zersetzen.
Das Gemisch wird nun mit 100 ml gekühltem Ethanol überschichtet. Da die DNA weder in der Salzlösung noch in Ethanol löslich ist, fällt sie an der Phasengrenze in der Form weißer Fäden aus, die mit einem Glasstab aufgewickelt und von den Schülern bestaunt werden können.

Text von Frederik Berg und Fotos von Julia Golbach