DNA und Evolution
Kurs für Schülergruppen
Wie sind die einzelnen Wirbeltiergruppen miteinander verwandt? In diesem Kurs wird mithilfe von DNA-Sequenzen ein phylogenetischer Stammbaum der Wirbeltiere erstellt.
- Jahrgangsstufe
- 12-13
- Dauer
- 1 Tag
- Maximale Teilnehmerzahl
- 20
- Voraussetzungen für die Teilnahme
- Vorkenntnisse über DNA-Sequenzierung, Multiplex-PCR und Gelelektrophorese sind erwünscht.
Experimente
- Isolierung von DNA
- Polymerase-Kettenreaktion (PCR)
- Agarosegel-Elektrophorese
- Erstellen phylogenetischer Stammbäume anhand von DNA-Sequenzen
Evolution führt zu einer Veränderung der genetischen Ausstattung von Populationen. Im Fachgebiet der molekularen Phylogenetik werden diese genetischen Unterschiede und Gemeinsamkeiten genutzt, um die evolutionären Verwandtschaftsbeziehungen von Organismen aufzudecken und den Stammbaum des Lebens zu entschlüsseln.
In diesem Kurs werden verschiedene Wirbeltiere anhand von Längen- und Sequenzunterschieden des Cytochrom-Gens mittels PCR und Gelelektrophorese identifiziert. Ferner werden den Teilnehmenden digitale DNA-Datenbanken vorgestellt und erklärt, wie sie funktionieren. Ihnen wird erläutert, wie phylogenetische Stammbäume auf der Basis von DNA-Sequenzen erstellt werden. Dabei lernen die Teilnehmenden das Parsimonie-Prinzip (auch bekannt als das Prinzip der sparsamsten Erklärung) kennen – eine Methode, um aus mehreren Möglichkeiten den wahrscheinlichsten Stammbaum abzuleiten.
Mit Hilfe der Software MEGA (Molecular Evolutionary Genetics Analysis) wird anschließend demonstriert, wie man DNA-Sequenzen vergleicht (Alignment) und daraus einen phylogenetischen Stammbaum erstellt. Die Teilnehmenden führen am Beispiel der Wirbeltiere diese Analysen am Computer eigenständig durch.
Unterrichtsbezug
PCR; DNA-Sequenzierung; phylogenetischer Stammbaum