Unsere Ziele:

1. Wir möchten das Interesse der Schülerinnen und Schüler für die MINT-Fächer wecken bzw. begabte / interessierte Schülerinnen und Schüler fördern und damit kompetenter machen.
2. Das Interesse der Schülerinnen und Schüler an MINT-Ausbildungs- bzw. –Studiengängen soll gefördert werden, um sie auf die Herausforderungen einer digitalen Welt vorzubereiten.
3. Wir möchten den Aufbau / Ausbau von lokalen Kooperationsnetzwerken forcieren.
4. Die Selbstorganisation als MINT-Schule soll gestärkt werden.
5. Die Fachlehrer der MINT-Fächer müssen kontinuierlich fortgebildet werden.

Neben den vielfältigen Aktivitäten im Bereich der MINT-Fächer stützt sich unsere Arbeit auf fünf zentrale MINT-Säulen:

1. Unterrichtsangebote in den MINT-Fächern, die über das geforderte Maß der Stundentafel für Gesamtschulen hinausgehen verbunden mit modernen Unterrichtsmethoden, die die Selbständigkeit der Schülerinnen und Schüler fördern
2. Zusatzangebote im MINT-Bereich z. B. in Form von AGs oder Projekten [u.a. jährlicher Gentechniktag mit gentechnischen Experimenten in der Q2, jährlicher Tag der Naturwissenschaften, Projektkurse Q1 aus dem MINT-Bereich.. ]
3. Öffnung von Schule durch Ausbau und Aufbau von Kooperationen mit weiteren Bildungsinstitutionen bzw. außerschulischen Partnern aus der Wirtschaft
4. Vorbereitung und Teilnahme an MINT-Wettbewerben
5. Gezielte Berufs- / und Studienorientierung im MINT-Bereich

Auszeichnungen und Förderprogramme z.B.:

MINT freundliche Schule: Rezertifizierung 2025   

Digitale Schule: Ausgezeichnet im Jahr 2021

Förderprogramm „Schule in der digitalen Welt II“: Aufnahme 2021 

Jugend forscht / Schüler experimentieren: 2017

Auszeichnung mit dem „Jugend forscht Schulpreis für Neueinsteiger“

Praktische Einblicke in molekularbiologische Arbeitsweisen

Am 18.02.2026 erhielten die Schülerinnen und Schüler der Q2 im Rahmen eines schulischen Gentechniktags die Gelegenheit, zentrale Methoden der modernen Molekularbiologie praxisnah kennenzulernen. Ziel der Veranstaltung war es, grundlegende gentechnische Verfahren nicht nur theoretisch zu verstehen, sondern eigenständig im schuleigenen Labor anzuwenden. Im Mittelpunkt standen dabei präzises wissenschaftliches Arbeiten mit Mikropipetten und Eppendorfgefäßen, die Herstellung und Nutzung eines Agarose-Gels sowie die Durchführung einer Gel-Elektrophorese. Den Abschluss bildeten die Transformation und Selektion von Escherichia coli Bakterien.

Arbeiten mit Plasmid-DNA und Restriktionsenzymen

Im ersten Teil der Untersuchungen arbeiteten die Lernenden mit einem Plasmid, einem kleinen, ringförmigen DNA-Molekül aus Escherichia coli Bakterien, das unabhängig vom bakteriellen Chromosom repliziert werden kann. Zum Einsatz kam das Plasmid pGEM®-5Zf(+). Dieses Vektorplasmid dient in der Molekularbiologie unter anderem der Klonierung von DNA-Fragmenten.

Mithilfe des Restriktionsenzyms EcoRV– Restriktionsenzyme sind „molekulare Scheren“  – wurde die Plasmid-DNA gezielt an einer definierte Sequenzen im lacZ Gen geschnitten. Restriktionsenzyme erkennen charakteristische Basensequenzen und erzeugen dort Doppelstrangbrüche. Auf diese Weise wird das Plasmid linearisiert, sodass im weiteren Verlauf Fremd-DNA eingebaut werden kann.

Agarose-Gel-Elektrophorese: Trennung von DNA-Fragmenten

Ein zentraler Bestandteil des Praxistags war die eigenständige Herstellung eines Agarose-Gels sowie der Aufbau einer Elektrophoresekammer. Die Agarose-Gel-Elektrophorese ist ein Standardverfahren zur Auftrennung von Nukleinsäuren nach ihrer Größe.

Da DNA aufgrund ihrer Phosphatgruppen eine negative Gesamtladung trägt, wandert sie in einem elektrischen Feld zur positiv geladenen Elektrode (Anode). Die Agarosematrix wirkt dabei wie ein molekulares Sieb: Kleinere DNA-Fragmente bewegen sich schneller durch die Poren des Gels als größere Fragmente. So entsteht nach der Elektrophorese ein charakteristisches Bandenmuster.

Zur Sichtbarmachung der DNA wurde das Gel mit Azur-B-Chlorid blau angefärbt. Durch anschließende Waschschritte mit destilliertem Wasser und Elektrophoresepuffer wurde überschüssiger Farbstoff entfernt, sodass die DNA-Banden klar erkennbar waren. Zusätzlich ließ sich eine DNA-Leiter (Größenstandard) identifizieren, die als Referenz zur Abschätzung der Fragmentlängen dient.

Mit Hilfe der Gelelektrophorese haben wir die oben beschriebene Restriktion der Plasmide erfolgreich kontrolliert

Ligation und Transformation in Escherichia coli

Im Anschluss an die Fragmentanalyse und der Kontrolle, ob die Plasmide tatsächlich linearisiert, also „aufgeschnitten“ wurden, wurden die Ligationsansätze vorbereitet und pipettiert. Bei der Ligation werden Fremd-DNA-Fragmente mithilfe einer DNA-Ligase kovalent miteinander verknüpft und in den Plasmid eingebaut, sodass nun rekombinante Plasmide mit eingebauter Fremd-DNA  entstehen können.

Für die Transformation wurden diese Ligationsansätze pro Gruppe nun etwa eine Stunde inkubiert.

Damit Bakterien nun Plasmide von außen aufnehmen, müssen diese Bakterien „kompetent“ gemacht werden. Die kompetenten Escherichia coli wurden aufgetaut und mit dem jeweiligen Ansatz vermischt. Ein anschließender Hitzeschock – ein kurzfristiger Temperaturanstieg mit darauffolgender Abkühlung – führte dazu, dass die Zellmembran vorübergehend durchlässiger wurde. Dadurch konnten die Bakterien das rekombinante Plasmid aufnehmen.

Nach einer einstündigen Inkubation bei 37 °C wurden die transformierten Zellen auf einen Nähragarplatte aufgebracht und über Nacht kultiviert.

Auswertung und Bedeutung der Ergebnisse

Am 20.02.2026 erfolgte die Auswertung der Versuche. In allen Gruppen waren sowohl weiße als auch blaue Bakterienkolonien gewachsen. Dieses Ergebnis weist auf eine erfolgreiche Transformation hin und lässt Rückschlüsse auf das Vorhandensein beziehungsweise die Unterbrechung eines Reportergens zu, wie es bei vielen Klonierungsvektoren üblich ist (Blau-Weiß-Selektion).

Auch die Gel-Elektrophorese zeigte das erwartete Bandenmuster inklusive einer deutlich erkennbaren DNA-Leiter. Damit konnten die zuvor durchgeführten Restriktionsverdau- und Trennschritte experimentell bestätigt werden.

Relevanz für Forschung und Gesellschaft

Die am Gentechniktag angewandten Methoden bilden die Grundlage zahlreicher biotechnologischer und medizinischer Verfahren. Rekombinante DNA-Technologien ermöglichen heute unter anderem die Herstellung von Humaninsulin, die Entwicklung moderner Impfstoffe sowie die Produktion industriell genutzter Enzyme.

Der Gentechniktag bot den Schülerinnen und Schülern somit nicht nur einen Einblick in zentrale molekularbiologische Techniken, sondern verdeutlichte zugleich die gesellschaftliche und medizinische Bedeutung moderner Biotechnologie. Durch das eigenständige Arbeiten im Labor konnten theoretische Inhalte vertieft und wissenschaftliche Kompetenzen nachhaltig gestärkt werden.

Jahrgang 7:

1. Thomas Kauls   7d
2. Olivia Babatunde   7b
3. Henrik Wingen   7b

Jahrgang 8:

1. Finn Siepert   8c
2. Conrad Kempe   8d
3. Nikola Walerjanczyk 8c

Leonard Hoffmann   8b

Wir gratulieren allen Teilnehmern und vor allen Dingen den Preisträgern zu dieser engagierten Leistung und wünschen weiterhin viel Spaß mit den Naturwissenschaften.

Das Wort „Heureka“ kommt übrigens aus dem Altgriechischen und bedeutet „Ich habe es gefunden“. Dies soll der griechische Philosoph und Mathematiker Archimedes ausgerufen haben, als er in der Badewanne sitzend das Archimedische Prinzip des Auftriebs entdeckt hatte.

Text: Markus Happel                  Foto: Till Schöne