Biologie

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Bist du ein „Bitter-Schmecker“? – zu Gast am Lehrstuhl für Entwicklungsbiologie der FAU (2.7.2019)

Um diese Frage beantworten zu können, besuchte der Bio-Kurs 1b2 (26 SchülerInnen) am 2.7.2019 den Lehrstuhl für Entwicklungsbiologie der FAU Erlangen-Nürnberg und führte eine molekularbiologische Untersuchung des Schmecker-Gens durch.

Die Empfindung „bitter“ gehört zu den fünf bekannten Sinneseindrücken, die der Mensch mit der Zunge herausschmecken kann. Giftige und schädliche Stoffe schmecken sehr oft bitter, weswegen bitter schmecken zu können aus „evolutionärer Sicht“ einen Überlebensvorteil darstellt.

Das Praktikumsteam im Labor

Verantwortlich für die Geschmackswahrnehmung sind Rezeptoren, die sich in der Zellmembran von besonderen Geschmackszellen auf der Zunge befinden. Die Bitterstoffe binden an „ihren“ Rezeptor nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip und lösen dadurch ein Nervensignal aus, welches im Gehirn interpretiert wird.

Der synthetische Bitterstoff PTC (Phenylthiocarbamid) wird vom Rezeptor TAS2R38 anhand eines besonderen chemischen Merkmals (Stickstoff-Schwefel-Gruppe) erkannt. Einige Menschen sind jedoch „geschmacksblind“ für PTC. Der Phänotyp „PTC-Schmecken“ wird dominant-rezessiv vererbt.

Das Gen für den PTC Rezeptor liegt auf Chromosom 7. Jeder Mensch hat zwei dieser Chromosomen – eines von der Mutter und eines vom Vater – und somit auch zwei Rezeptorgene. Eines davon kann eine Mutation aufweisen, die dazu führt, dass der Rezeptor das PTC nicht mehr erkennen kann. Die veränderte Basensequenz des mutierten Rezeptorgens kann man mithilfe von molekularbiologischen Methoden sichtbar machen, um den Genotyp zu bestimmen.

Personen, die PTC nicht schmecken (non-tasters/Nicht-Schmecker) haben zwei rezessive Allele (tt). Personen, die PTC schmecken können (tasters/Schmecker) haben ein dominantes Allel (T). In Europa können etwa 25% der Bevölkerung PTC nicht schmecken.

Die Schüler/innen wurden in 4-5er Gruppen eingeteilt. Jeder Gruppe stand ein/e Mitarbeiter/in des Lehrstuhls zur Seite. Nach einer kurzen Sicherheitsbelehrung wurde das Experiment in vier Schritten durchgeführt:

  1. DNA-Isolierung aus den Mundschleimhautzellen (Ausgangsmaterial)
  2. Mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) wurde das Rezeptor-Gen vervielfältigt.
  3. Die vervielfältigte DNA wurde mit Restriktionsenzym geschnitten.
  4. Die Längenunterschiede der vervielfältigten und geschnittenen DNA wurden im Anschluss mittels einer Agarose-Gelelektrophorese sichtbar gemacht, so dass der Genotyp zum vorliegenden Phänotyp bestimmt werden konnte.

Die Wartezeiten zwischen den Schritten wurden mit Kurzvorträgen zum Thema Gentechnik überbrückt. Die Auswertung der Ergebnisse war genauso spannend wie die Experimente und die Arbeit mit den Laborgeräten und Chemikalien. Jeder durfte sein eigenes Gelbild behalten. Nun steht fest, dass der Bio-Kurs auch bezüglich des Schmecker-Genotyps/-Phänotyps recht variabel ist: es gibt sowohl homozygote (TT) und heterozygote (Tt) Schmecker als auch Nicht-Schmecker (tt).

Wir danken an dieser Stelle Herrn Dr. Schoppmeier, der das Praktikum ermöglicht, organisiert und mitbetreut hat. Unser großer Dank geht auch an Frau Dr. Gerlitz, Frau Dr. Stadler und alle Doktoranden für die praktischen und theoretischen Inhalte zur Molekularbiologie.

LaV Ibolya Ressler

Impressionen aus dem Fach Biologie an unserer Schule

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