CRISPR in der Sek I: Geneditierung altersgerecht und ethisch reflektiert unterrichten

CRISPR als aktuelles Thema der Sek I

Geneditierung galt lange als Oberstufenstoff. Inzwischen begegnet der Begriff Jugendlichen jedoch in Nachrichten und sozialen Medien, meist verkürzt und häufig mit falschen Vorstellungen verbunden — von der Vorstellung, man könne beliebige Eigenschaften bestellen, bis zur Annahme, es handle sich um Science-Fiction. Das ist ein guter Grund, das Thema bereits in Klasse 6 bis 8 aufzugreifen.

Material zu diesem Artikel

Die im Text erwähnten Unterrichtsmaterialien auf einen Blick. Digitaler Download, sofort einsetzbar.

CRISPR & Geneditierung - Unterrichtsmaterial Sekundarstufe I (Kla... €24,99Ansehen Genetik: DNA - Unterrichtsmaterial €19,90Ansehen Unterrichtsreihe: Fachliche Verfahren in der Biologie - Genetisch... €19,90Ansehen

Der Anspruch muss dabei realistisch bleiben. Ziel ist nicht die molekulare Vollständigkeit, sondern ein tragfähiges Prinzipverständnis, das später in der Oberstufe ausgebaut werden kann, ohne korrigiert werden zu müssen. Genau darauf ist das Material CRISPR und Geneditierung für die Sekundarstufe I, Klassen 6 bis 8 zugeschnitten.

Vom Gen zur Genschere: das Prinzip anschaulich

Vorausgesetzt werden nur zwei Bausteine: Die Erbinformation liegt als DNA vor, und ein Gen ist ein Abschnitt dieser DNA, der eine Bauanleitung enthält. Darauf lässt sich das Prinzip der Geneditierung aufsetzen. Ursprünglich stammt CRISPR aus Bakterien, die damit Erbmaterial eindringender Viren erkennen und zerschneiden. Aus diesem natürlichen Abwehrsystem wurde ein Werkzeug entwickelt.

Es besteht aus zwei Teilen: einem kurzen Erkennungsstück, das zu einer gesuchten Stelle der DNA passt, und einem Enzym, das dort schneidet. Nach dem Schnitt repariert die Zelle die Bruchstelle, wobei sich die Sequenz verändern oder ein eingebrachter Abschnitt eingefügt werden kann. Als Modell eignet sich die Suchen-und-Ersetzen-Funktion einer Textverarbeitung — allerdings mit ausdrücklicher Modellkritik: Der Suchvorgang in der Zelle ist nicht immer eindeutig, und die Reparatur verläuft nicht in jedem Fall wie geplant. Diese Einschränkung ist kein Detail, sondern die Grundlage der späteren Risikobewertung. Die nötigen Grundlagen zur DNA vertieft der Beitrag Genetik: DNA-Aufbau und Replikation im Biologieunterricht, unterstützt vom Unterrichtsmaterial Genetik: DNA.

Anwendungen in Medizin und Landwirtschaft

Konkrete Anwendungsfelder machen das Thema greifbar. In der Pflanzenzüchtung geht es um Eigenschaften wie Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten oder Trockenheit; in der Medizin um die Behandlung von Erkrankungen, die auf Veränderungen einzelner Gene zurückgehen; in der Forschung um die gezielte Untersuchung der Funktion einzelner Gene.

Wichtig für die Sek I ist eine saubere Unterscheidung, die auch die spätere ethische Diskussion trägt: Eingriffe in Körperzellen einer erkrankten Person betreffen nur diese Person. Eingriffe in Keimzellen oder frühe Embryonen dagegen würden an die Nachkommen weitergegeben. Diese Unterscheidung lässt sich mit einem einfachen Schema darstellen und ist für Jugendliche gut nachvollziehbar. Wer die Verfahren fachlich vertiefen möchte, findet in der Unterrichtsreihe zu fachlichen Verfahren und genetischen Analyseverfahren weiterführendes Material.

Ethische Bewertung mit Kriterien

Eine offene Diskussionsrunde führt bei diesem Thema selten weiter. Wirksamer ist ein strukturiertes Verfahren: Zunächst wird ein konkreter Fall vorgelegt — etwa die Behandlung einer schweren Erbkrankheit oder die Züchtung einer widerstandsfähigen Nutzpflanze. Dann werden die Betroffenen benannt, anschließend Kriterien festgelegt: erwarteter Nutzen, mögliche Risiken, Umkehrbarkeit, Vererbbarkeit, Zugang und Gerechtigkeit. Ein anderes Thema des Fachs, aber dieselbe Anforderung an den Rahmen: Wie sich ein geschützter Gesprächsrahmen aufbauen lässt, beschreibt der Beitrag dazu, Sexualkunde in der Sek I zu unterrichten und Pubertät und Aufklärung sicher zu rahmen.

Erst danach wird geurteilt, und zwar mit ausdrücklichem Bezug auf die Kriterien. Wertvoll ist ein zweiter Durchgang mit einem anderen Fall, weil dabei sichtbar wird, dass dieselben Kriterien zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. Damit ist ein zentrales Ziel der Bewertungskompetenz erreicht: Ein Urteil ist begründet, nicht beliebig.

Material und Anschluss an die Oberstufe

Für eine Reihe von fünf bis sechs Stunden genügt folgende Struktur: Vorwissen und Fehlannahmen, DNA und Gen als Grundlage, Prinzip der Genschere mit Modellkritik, Anwendungsfelder, ethische Bewertung mit Kriterien. Als Voraussetzung hilft ein sicherer Umgang mit Chromosomen und Zellteilung; wie sich dieser aufbauen lässt, beschreibt der Beitrag Mitose und Meiose unterscheiden: Zellteilung verständlich erklären.

In der Oberstufe wird das Prinzip um Genexpression, Regulation und die molekularen Werkzeuge erweitert; das Lernheft Molekulargenetik und Gentechnik bereitet diesen Schritt vor, und der Beitrag Genetik und DNA: Grundlagen fürs Biologie-Abitur zeigt das Anforderungsniveau. Weitere Materialien finden Sie auf der Themenseite Molekulargenetik und Genexpression in der Sek II.