PCR – hinter diesen drei Buchstaben verbirgt sich eines der wichtigsten Verfahren der Biotechnologie: die sogenannte Polymerase-Kettenreaktion, die 1995 mit dem Nobelpreis gewürdigt wurde und inzwischen Standard in allen Bio-Laboren ist. Sei es zum Beispiel beim genetischen Fingerabdruck, in der Lebensmittelanalytik oder in der medizinischen Diagnostik -  überall dort, wo es um das Auffinden, die Vervielfältigung und das Identifizieren von Genen geht, ist die PCR mit im Spiel.

Grund genug für den Leistungskurs Biologie der Stufen 12/13 des Woeste-Gymnasiums Hemer, dieses Verfahren einmal selbst durchzuführen, zumal Kenntnisse zur PCR auch im Zentralabitur vorausgesetzt werden.

Das bestens ausgestattete Alfried-Krupp-Schülerlabor der Ruhruniversität Bochum bietet die PCR im Rahmen einer evolutionsbiologischen Fragestellung an. Nach der sogenannten Out of Africa-Theorie entwickelte sich der moderne Mensch (Homo sapiens) in Afrika und wanderte von dort aus über verschiedene Wege unter anderem nach Europa.

Welchen Weg ihre eigenen Vorfahren nahmen, konnten die Schüler anhand einer genetischen Analyse ihrer persönlichen DNA aus Mundschleimhautzellen ermitteln, denn bestimmte Mutationen in dem untersuchten DNA-Abschnitt verraten die genaue Herkunft der Urahnen.

Bei diesem didaktisch hervorragend aufgebauten Projekt wurden alle notwendigen Arbeitsschritte von den Schülern selbst durchgeführt – von der DNA-Isolation und -vervielfältigung über das Schneiden der DNA bis zum Sichtbarmachen der DNA-Stücke und Auswerten des Bandenmusters. „Jetzt kann man sich diese ganzen Verfahren viel besser vorstellen“, fand Kursteilnehmerin Corina Drost.

Dass man sehr konzentriert arbeiten muss, vor allem mit so filigranen Arbeitsmitteln wie Mikropipetten und „Eppis“ (Eppendorfgefäßen), stellte Matthias Hoehler fest. „Man braucht bei vielen Tätigkeiten eine ganz ruhige Hand.“, bemerkte der LK-Schüler.

Dank der sorgfältigen Arbeit der Schüler wurden in vielen Fällen aussagekräftige Ergebnisse erzielt. Das sei bei einem Prozess mit 41 fehleranfälligen Arbeitsschritten und dann noch bei der erstmaligen Durchführung sehr lobenswert, so der Projektleiter.

Der anstrengende, aber auch sehr lehrreiche Kurstag ergab, dass die Vorfahren aller eindeutig getesteten Schüler zu Fuß über die Halbinsel von Sinai (blau markiert) eingewandert sind und nicht über das Horn von Afrika und den Seeweg (gelb) nach Europa gelangt sind, was als zweite Möglichkeit überprüft wurde.

„Kurz nach dem zwangsläufig eher theoretischen Schulunterricht im Bereich Gentechnik  und nun mitten im Thema Evolution passte dieses Praktikum inhaltlich ganz ausgezeichnet.“, freute sich die Kursleiterin Diana Karow-Hanschke. Und sie hatte einen weiteren Grund zur Freude. Es war nicht nur eine Stippvisite an ihrer „alten“ Universität; sie traf ebenfalls eine ehemalige Leistungskursschülerin, die nun auch Biologie studiert. Da gab es mittags in der Mensa natürlich viel zu erzählen.