1 Was muss man grundsätzlich tun, um DNA zu isolieren?
Bevor man ein Experiment startet, sollte man sich erst einmal bewusst machen, was man denn eigentlich tun wird. In diesem Fall ist das relativ einfach:
Geeignetes Zellmaterial gewinnen
Einen Zellextrakt herstellen
Aus dem Zellextrakt DNA isolieren
Im Labor würde die DNA auch noch gereinigt und gelagert werden. Um sich die DNA einfach einmal anzusehen, ist das aber nicht nötig.
2 Welche Materialien benötige ich?
DNA lässt sich mit ganz einfaches Hausmitteln isolieren. Du brauchst:
Zellmaterial: Du kannst deine eigene Spucke verwenden oder verschiedene Obst- und Gemüsesorten durchprobieren.
Kochsalz
Spülmittel
Wasser
ein Eisbad und ein warmes Wasserbad (ein Thermometer kann nicht schaden!)
Brennspriritus (dieser muss sehr kalt sein; am besten im Gefrierschrank lagern!)
zwei Marmeladengläser
Gemüsereibe (wenn du mit Pflanzenmaterial arbeiten willst)
Kaffeefilter
Trichter
Und schon kannst du loslegen!
3 Schritt 1: Zellmaterial gewinnen
Wir haben uns entschieden, die DNA aus einer Gurke zu isolieren. Denn Pflanzen haben aufgrund ihres mehrfachen Chromosomensatzes besonders viel DNA in ihren Zellen.
Wir haben die Gurke einfach mitsamt ihrer Schale kleingerieben. So kann der Lysispuffer, den wir in Schritt zwei herstellen, an einer größeren Oberfläche angreifen. Außerdem sind die Zellen der Gurke auf diese Weise schon teilweise geöffnet. Die geriebene Gurke ist somit ein erster mechanischer Aufschluss, der noch weiter bearbeitet werden kann.
Wer seine eigene DNA isolieren möchte, schabt einfach mit einem Löffel auf der Innenseite der Backe entlang und entnimmt so Zellen. Die Speichel-Zellen-Mischung wird dann zunächst in warmes Wasser überführt. Und nicht zu sparsam sein. Mehr Zellen bedeuten mehr DNA, die später zu sehen ist!
4 Schritt 2: Den Lysis-Puffer herstellen
Ein Lysis-Puffer hat den Zweck, die Zellmembranen von Zellen aufzulösen.
Dazu mischt du einfach viel Spülmittel mit viel Salz in einem der Marmeladengläser. Das Salz sollte sich lösen. Wahrscheinlich musst du etwas Wasser hinzufügen, damit das klappt.
Das enthaltene Spülmittel löst die Lipiddoppelschicht der Zellmembran auf. Eigentlich ganz logisch, denn Spülmittel soll ja auch beim Abwasch das Fett = Lipide von Pfannen etc lösen.
Das Salz stabilisiert die DNA, die nun frei im Lysat herumschwimmt.
Die Mengenverhätlnisse beim Lysispuffer sind deswegen nicht so wichtig, weil kein sensibles Gleichgewicht hergestellt sein muss. Sondern lediglich genug Spülmittel und Salz vorhanden sein muss, damit die Zellwand aufgelöst und die DNA stabilisiert wird.
Für ganz Interessierte: Im Labor werden auch gerne Enzyme verwendet, die die Zellwand zerstören, wie etwas die das Lysozym oder ein Gemisch aus Lyticase und Zymolase. Diese verdauen nämlich auch die Zellwände von Pilzen bzw Bakterien, die diese zusätzlich besitzen. Spülmittel alleine würde hier nicht genügen.
5 Schritt 3: Das Lysat gewinnen
In diesem Schritt findet die eigentliche Isolierung der DNA statt.
Als ersten Schritt, überführst du nun dein Zellmaterial in den Lysispuffer. Dazu füllt su so viel von der geriebenen Gurke (in unserem Fall) in das Marmeladenglas voller Lysispuffer.
Für diejenigen, die die eigene DNA isolieren möchten, ist es einfacher den Lysispuffer in das Gefäß mit warmem Wasser zu überführen.
Dann wird deine Mischung ca 15 Minuten lang in ein heißes Wasserbad gestellt. Hier lösen sich nun die Membranen auf.
Achtung! Das Wasser darf nicht wärmer als 60°C sein, sonst zerstörst du alle Proteine und die DNA und später ist nichts zu sehen. Lieber mit einem Thermometer überprüfen!
Anschließend kühlst du das Gemisch für weitere 10 Minuten im Eisbad. So wird die laufende Reaktion abrupt gestoppt. Außerdem wird so das Gemisch kalt, sodass es den in Schritt 4 benötigten Brennspiritus nicht zu stark erwärmen kann. Es ist sehr wichtig das der Spiritus kalt bleibt (auf jeden Fall unter 0°C).
Als letztes muss das Lysat nun gefiltert werden. Dazu ist das zweite Mareladenglas, der Kaffeefilter und der Trichter da. Die DNA liegt mittlerweise frei in der Flüssigkeit vor. Für den letzten Schritt würde das übrige Zellmaterial nur stören. Es kann einfach im Müll entsorgt werden. Du hast mit keinen bedenklichen Materialien gearbeitet.
6 Schritt 4: Die DNA fällen
Damit du die DNA auch sehen kannst, musst du sie mit hochprozentigem Alkohol zb Brennspiritus fällen. Den Brennspiritus bekommst du im Bau- oder Supermarkt.
Du musst dein Lysat nun vorsichtig mit dem Brennspiritus überschichten. Dazu gießt du ihn langsam und vorsichtig an der Seite deines Marmeladenglases ein. Es bilden sich zwei Phasen.
Achtung! Der Brennspiritus muss wirklich kalt sein (-20°C). Denn nur kalter Spiritus kann die DNA fällen; wenn er zu warm ist, würde die DNA sich darin lösen. Keine Sorge, so hochprozentiger Alkohol gefriert erst ab über -100°C, also kannst du ihn problemlos in den Gefrierschrank stellen, ohne dass die Flasche springt oder verbeult.
Und jetzt heißt es… warten!
Wer sich unsicher ist, ob der Spiritus auch kalt genug war, kann das Marmeladenglas einfach wieder in das Eisbad stellen.
7 Schritt 5: Das Ergebnis betrachten
Wenn du alles richtig gemacht hast, bilden sich mit der Zeit weiße Fäden oder Flocken in der oberen Phase. Das kann aber eine Weile dauern.
Wer genau hinsieht, kann bereits einen weißen Schleier im oberen Drittel der oberen Phase erkennen.

Hier sind die weißen Flocken schon gut zu sehen. Es handelt sich dabei tatsächlich um DNA!

Nach einer halben Stunde im Eisbad, sah das Experiment bei uns dann so aus.

8 Du hast das schon mal gemacht?
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