DNA, der Stoff aus dem die Gene sind
Isolierung von DNA aus Tomate und Küchenzwiebel
Grundkurs Biologie K12
Egal, ob Mensch, Pilz, Bakterium oder Pflanze, alle Lebewesen besitzen sie: die Erbsubstanz DNA (deutsch: DNS, Desoxyribonukleinsäure, engl.: desoxyribonucleic acid).
Dieser universelle Träger der Erbinformation befindet sich in den Zellen und besteht aus bis zu 3 Milliarden aneinander gereihten Bausteinen (ca. 45000 Informationseinheiten oder Gene). Daraus ergibt sich beispielsweise beim Menschen ein fadenartiges Molekül mit einer Länge von zwei Metern - allerdings nicht in einem Stück, sondern auf 46 Stücke pro Zelle, die wir Chromosomen nennen, verteilt.
Kaum zu glauben, dass man diese Biomoleküle mit einfachen Mitteln, die in jedem Haushalt zu finden sind, aus den Zellen von Lebensmitteln isolieren kann.
Für diesen Versuch benötigte Materialien: Spülmittel, Kochsalz, 90 ml Wasser, mittelgroße Tomate oder Küchenzwiebel, Tropfen flüssiges Waschmittel, eiskaltes Ethanol (Spiritus), Eis
Geräte: Bechergläser, Küchenmesser, Küchenreibe, Mixer, Heizplatte, warmes Wasserbad
(60 °C), Eisbad, Trichter, Filterpapier, Pipette, Schaschlikstab
Schritt 1
Tomaten werden in kleine Würfel geschnitten und Zwiebel mit einer Küchenreibe gerieben.
Schritt 2
Zum zerkleinerten Gemüse wird spülmittelhaltige Salzlösung (10 ml Spüli, 3 g Kochsalz, 90 ml Wasser) gegeben.
! Das Spülmittel bricht die Zellmembranen auf, so dass die DNA aus den Zellen und Zellkernen entlassen wird.
Schritt 3
Anschließend wird das Gemisch für 15 Minuten in ein 60°C heißes Wasserbad gestellt und danach in einem Eisbad unter gelegentlichem Rühren abgekühlt.
! Wärme beschleunigt den Prozess und zerstört DNAsen. Das sind Enzyme, welche die DNA in ihre Bausteine zerlegen können.
Eine längere Wärmebehandlung schädigt die DNA. Durch die Abkühlung im Eisbad wird dies verhindert.
Schritt 4
Die Tomaten bzw. Zwiebeln werden für 5 Sekunden mit einem Pürierstab zerkleinert.
! Dieser Vorgang hilft beim Aufbrechen der Zellen. Nicht zu lange mixen, da ansonsten die DNA zerstört wird.
Schritt 5
Das Gemisch wird durch einen Filterpapier filtriert, wovon 20 ml des Filtrates in einem Becherglas aufgefangen werden.
! Dieser Schritt trennt die Zellwandbestandteile von der DNA und den Proteinen (Eiweißstoffe).
Schritt 6
Zum Filtrat werden 2 - 3 Tropfen flüssiges Waschmittel zugegeben und gut vermischt.
! Im Waschmittel sind Proteasen enthalten, welches Proteine in der Lösung abbauen.
Schritt 7
Das Tomaten- bzw. Zwiebelfiltrat wird mit 20ml eiskaltem Ethanol (ein Alkohol) vorsichtig überschichtet, wodurch nun deutlich zwei Flüssigkeitsschichten erkennbar werden.
Die DNA reichert sich in wenigen Minuten in der oberen Schicht (Ethanol) an. Dies ist an den fädigen Schlieren zu erkennen. Die DNA lässt sich am besten mit einem rauen Holzstäbchen aus dem Glas fischen.
! DNA löst sich nicht in dem kalten Alkohol und wird dadurch in dieser Schicht sichtbar.