Der Code des Lebens – DNA-Isolation leicht gemacht

Das erwartet Euch in diesem Experiment

Das Faszinierende an unserem Versuch ist, dass wir die DNA sichtbar machen. So sichtbar, dass Ihr sie vielleicht auch anfassen könnt. Und das alles mit Dingen, die Ihr schon zu Hause habt oder ganz leicht besorgen könnt!

Da nicht nur Menschen und Tiere, sondern auch Pflanzen und Pilze sowie Obst und Gemüse aus DNA bestehen, nutzen wir für den Versuch eine Banane. Denn wusstet Ihr, dass wir Menschen der Banane in unserer DNA zu etwa 50% ähneln?

Viel Spaß beim Forschen!

Material

Habt Ihr vermutlich zu Hause:

• Ein Teelöffel
• Ein Esslöffel
• Küchenrolle
• Kochsalz
• Spülmittel
• Ein Glas
• Handdesinfektionsmittel

Außerdem:

• Eine Banane
• Plastiktüte mit Verschluss (Gefrierbeutel)
• Ein Trichter (geht zur Not auch ohne)
• Ein Reagenzglas oder ein kleines, schmales Glas (wichtig ist, dass es durchsichtig ist). Gut eignet sich zum Beispiel ein Schnapsglas oder ein hohes Saftglas

Schritt 1: Vorbereitung

Legt Euch zuerst alle Materialien auf Eurem Tisch bereit. Wenn Ihr einen Gefrierbeutel mit Verschluss habt, öffnet diesen und legt ihn zur Seite.

Schritt 2: Bananenmus

Nun geht es los! Schält zuerst die Banane und brecht ein 3-4 cm langes Stück (ein bisschen weniger als die Hälfte der Banane) heraus.

Legt das Bananenstück in Euren Gefrierbeutel.
Nun fügt Ihr Folgendes zur Banane hinzu:

• 1 TL Salz
• 1 EL Spülmittel
• circa 20 ml Wasser 

Danach schließt Ihr den Gefrierbeutel und zerdrückt mit Euren Fingern den Inhalt.

Schritt 3: Filter vorbereiten

Da wir nur die Flüssigkeit und nicht die großen Stücke brauchen, basteln wir uns nun einen Filter. Dafür nehmt Ihr Euch ein Stück Küchenrolle und faltet es so, dass es in den Trichter passt. Danach stellt Ihr den Trichter auf ein leeres Glas.

Schritt 4: Filtern

Haltet den Gefrierbeutel so, dass in der rechten Ecke keine Flüssigkeit ist. Jetzt schneidet Ihr mit der Schere die untere rechte Ecke des Gefrierbeutels ab.

Achtung!
Passt auf, dass Euch nicht alles ausläuft. Wenn Ihr das alles geschafft habt, seht Ihr nun eine kleine Öffnung. Durch diese Öffnung könnt Ihr den Inhalt in den Trichter schütten und die Flüssigkeit (das sogenannte Bananenfiltrat) in einem frischen Glas sammeln.

Schritt 5: Schichten

Die Flüssigkeit wird nun in ein Reagenzglas oder anderes Glas geschüttet.
Achtet darauf, dass das Glas maximal bis zur Hälfte befüllt ist.
Nun nehmt Ihr das Handdesinfektionsmittel und lasst es vorsichtig am Glasrand einlaufen. Ziel ist es, genauso viel Desinfektionsmittel wie Bananenfiltrat im Glas zu haben. 

Schritt 6: Beobachten und Staunen

Ihr solltet nun 2 Schichten in Eurem Glas sehen können. 

• Die untere Schicht (Schicht 1) ist Euer Bananenfiltrat (darin befindet sich die DNA) 
• Die obere Schicht (Schicht 2) ist das Desinfektionsmittel. 

Nun wartet Ihr ein paar Minuten bis sich zwischen Schicht 1 und Schicht 2 eine weitere kleine Schicht bildet. In dieser Schicht könnt Ihr dann schon die DNA Fäden erkennen. Wie viele Minuten benötigt Eure DNA, bis sie aufsteigt?

In unserem Versuch haben wir am Ende eine glibberige weiße Substanz erhalten – die DNA. Aber was ist da eigentlich genau passiert? Wozu dienen die einzelnen Schritte und Zutaten?

Hier erklären wir es Euch!

Wenn Ihr den Versuch mit der Banane gut gemeistert habt, dann könnt Ihr Euch ruhig auch an andere Materialien trauen. Versucht es doch mal mit Pilzen, einer Mandarine oder Tomate. Wichtig dabei ist nur, dass Ihr immer wieder versucht, die Zellwände “aufzubrechen”, indem Ihr das Obst oder Gemüse mit den anderen Zutaten zermatscht.

Was passiert bei welchem Schritt?

Was bewirkt das Zerdrücken der Banane?

Damit Ihr an die DNA in der Zelle gelangt, muss erst die Zellwand zerstört werden. Das machen wir hier auf mechanischem Weg. Ihr könnt Euch die Zelle wie einen Luftballon vorstellen, in dem eine Murmel drin ist. Um an die Murmel zu kommen, müsst Ihr den Luftballon “platzen” lassen. Ihr könnt z.B. draufspringen oder es mit einem Stift versuchen. So ähnlich, aber ein bisschen komplizierter, ist es mit der Zelle und der DNA.

Was bewirkt die Zugabe von Spülmittel?

Spülmittel enthält Tenside (Substanzen, die als Lösungsvermittler wirken), die die Zellmembran sowie Kernmembran auflösen. Das führt zur Freisetzung von DNA.

Was bewirkt die Zugabe von Salz?

Salz erhöht die Löslichkeit der DNA während des Versuchs und puffert den pH-Wert.

Was passiert beim Filtern?

Die anschließende Filtration durch die Küchenrolle trennt die groben Zelltrümmer von der in der Lösung verbleibenden DNA und weiteren gelösten Bestandteilen.

Was passiert nach Zugabe des Handdesinfektionsmittels?

Desinfektionsmittel besteht zu einem großen Anteil aus Alkoholen. Es destabilisiert die DNA, indem sie ihr die Hydrathülle entzieht. Diese befindet sich normalerweise um die Phosphatreste der DNA herum und besteht aus Wasser. Durch den Alkohol wird genau diese Hülle aufgebrochen und lässt die DNA sichtbar erscheinen. Diesen Prozess nennt man in der Fachsprache “ausfällen”. Beim Mischen mit Alkohol entstehen Gasbläschen, die die ausgefällten DNA-Fäden (welche also nicht mehr von der Wasserhülle umgeben sind) nach oben ziehen. Da die DNA ein langes fadenartiges Molekül ist, bilden sich dadurch faserartige Ausfällungen.