Reizend DNAlab voor vwo 5

DNA-practicum met Wageningen University & Research

Afgelopen lesweken zijn wij als klas A5a, bij het vak biologie, bezig geweest met het thema de gekloneerde toekomst. Binnen dit thema houden wij ons bezig met het veredelen van planten, kloneren van organismen, DNA- en biotechnologie en nog veel meer andere zaken rondom de moleculaire genetica.

Om een nog betere kijk te krijgen hoe deze theorie in de werkelijkheid wordt toegepast, is bij ons op school Wageningen University & Research (WUR) uitgenodigd. Samen met studenten van het WUR hebben we een complex practicum over prenataal onderzoek bij planten uitgevoerd. Dit was een unieke en leerzame ervaring, omdat wij dit practicum zonder de kennis en materialen van deze universiteit anders nooit zelf hadden kunnen uitvoeren. In de lessen voorafgaand aan het practicum hebben wij al veel kennis opgedaan over moleculaire genetica en ons ingelezen over wat er ons te wachten stond op de dag van het practicum.

Op de dag van het practicum zelf gingen we, na een korte introductie en uitleg over de materialen, al vrij snel aan het werk. De opdracht van het practicum was het isoleren en aantonen van gewenste erfelijke eigenschappen in het DNA van een aardappelras.

In de eerste stappen van het practicum moesten we het DNA uit de blaadjes van een aardappelras isoleren. Dit begon bij het vermalen van de aardappelblaadjes, zodat de celwanden kapot zouden gaan. We deden dit met behulp van vloeibaar stikstof en een vijzel + mortier. Het was belangrijk dat het bladmateriaal zo fijn mogelijk was, zodat we het daarna aan een Lysis-buffer konden toevoegen. Het doel van deze Lysis-buffer is het celmateriaal kapot maken, zodat het DNA eruit gehaald kan worden. Hierdoor moesten we ook hand-schoenen aan, want de buffer kan namelijk geen onderscheid maken tussen de verschillende cellen van organismen en kan zo ook je huidcellen afbreken.

Bepaalde componenten van deze Lysis-buffer gaan pas werken bij een temperatuur van 65°C daardoor moesten we de epjes met ons monster in een temperatuurmixer zetten en een klein moment wachten.

Nadat deze stappen gedaan waren, konden we beginnen aan het vermeerderen van het DNA. Hiervoor moesten onze monsters eerst honderd keer verdund worden. Dit ging met een hele nauwkeurige pipet, omdat we maar 10 microliter van ons monster nodig hadden. Vervolgens konden we 5 microliter van een specifieke primer-mix (elk onderzoeksgroepje onderzocht een andere erfelijke eigenschap) en 5 microliter van ons verdunde monster toevoegen aan een klein epje met PCR-mix (PCR staat voor Polymerase Chain Reaction en wordt gebruikt om een DNA-monster te vermenigvuldigen voor vervolgonderzoek). Hierna kon het epje met de totale mix in de PCR-machine, die vervolgens onze gewenste stukjes van het DNA van de aardappelplant ging vermeerderen. Dit duurde ongeveer 40 minuten.

In deze 40 minuten vertelden de twee studenten iets over hoe de PCR-machine werkte, maar ook over de Wageningen University zelf en hoe ze zelf de keuze voor een passende studie hadden gemaakt. Daarnaast hadden ze ook informatieboekjes over bachelors die je kon volgen in Wageningen en een proeverij met tomaten, paprika’s en pepers in allerlei soorten, kleuren en maten, zodat we konden nadenken over welke eigenschappen (kleur, geur, stevigheid, etc.) de consument van het product zou willen en natuurlijk om lekker te proeven.

Hierna waren de 40 minuten om en konden we verder met het laatste deel van het experiment: de analyse m.b.v. gelelektroforese. Hierbij moest elk groepje 5-7 microliter uit het PCR-epje in een van de putjes, aanwezig in de gelcassette, pipiteren. Toen iedereen dit gedaan had, werd de cassette gedurende 4 minuten aangesloten op het stroom. Hierdoor ontstond er een stroomveld waardoor het, altijd negatief geladen DNA (indien aanwezig), door de gel naar de positieve kant ging verplaatsen en een bandje ging vormen die met UV-licht goed zichtbaar was. Als dit bandje niet zichtbaar was, betekende dit dat het DNA niet aanwezig was. Dit zou kunnen betekenen dat er tijdens het practicum iets mis was gegaan of dat deze aardappelplant de erfelijke eigenschap waarop hij getest werd niet zou bezitten. Zo was onze aardappelplant resistent tegen nematoden (kleine aaltjes/wormpjes) en bepaalde schimmels en zou de aardappel een paarse schilkleur krijgen. Bij het overgrote deel van de klas was het experiment gelukt en goed uitgevoerd. Door deze erfelijke eigenschappen voor het verbouwen te weten, kun je als teler voorkomen dat je oogst verloren gaat en ervoor zorgen dat je de meest gewenste soort krijgt. Na afloop van het uitgebreide practicum was er nog de ruimte om vragen te stellen aan de studenten en sloten we het geslaagde practicum af.

 

Cato Kral (A5A)