Das Thema HIV bietet die Möglichkeit, Grundlagen der Genetik schüler- und gesellschaftsrelevant zu behandeln.

Die Unterrichtseinheit dient zur Vertiefung des Zusammenhangs, dass auf Chromosomen lokalisierte Gene die Ausprägung von Proteinstrukturen (in diesem Fall Membranrezeptoren) bedingen und dass eine Veränderung der Nukleotidsequenz eine Synthese intakter Proteinstrukturen verhindert.

Die Proteinbiosynthese sowie Mutationen sollten vor der Bearbeitung dieses Beitrags bereits im Unterricht besprochen worden sein. Die CD4- und CCR5-Rezeptoren von menschlichen Zellen des Immunsystems dienen den Glykoproteinen (Oberflächenstrukturen) des HI-Virus als Andockstellen und machen ein Eindringen des Virus in die Zelle überhaupt erst möglich. Der HIV-Resistenz liegt eine Mutation des CCR5-Rezeptorgens zugrunde, durch die der CCR5-Rezeptor wirkungslos wird. Das HI-Virus kann keine Infektion hervorrufen, weil es ihm nicht möglich ist, in menschliche Zellen des Immunsystems zu gelangen und sie anschließend zu zerstören. Das Thema HIV/AIDS ist den Schülerinnen und Schülern oft bereits aus dem Unterricht, den Medien und Alltagsgesprächen bekannt. Um die Existenz einer natürlichen Resistenz wissen bisher nur wenige Laien. Die Überlegung, eine HIV-Resistenz labortechnisch durch Mutationen herzustellen, ist von höchster Aktualität und Brisanz.

Methodisch-didaktische Hinweise:

• Material
  • Andocken des HI-Virus an der Wirtszelle
  • Das AIDS-Rätsel von Nairobi
  • Genetische Grundlage der HIV-Resistenz
  • HIV-Resistenz aus dem Labor
• Lösungsvorschläge

Kompetenzprofil:

• Niveau: grundlegend bis weiterführend
• Fachlicher Bezug: Genetik, Immunbiologie
• Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Variabilität und Angepasstheit
• Erkenntnismethoden: Phänomene erfassen, Konzepte anwenden, Hypothesen bilden, Darstellungen verwenden
• Kommunikation: erklären, erläutern
• Inhalt in Stichworten: HI-Virus (Bau, Andocken an Wirtszelle), HIV-Resistenz, Genmutation, Gentechnik

Ablauf:

• Material / Sozialform / Zeit
  • M 1 Partnerarbeit oder Plenum (Folie) 25 min
  • M 2 Plenum 25 min
  • M 3 Partnerarbeit 25 min
  • M 4 Hausaufgabe 30 min