Kas yra elektroforezė?

Elektroforezės procese įkrautoms dalelėms atskirti naudojamas elektros krūvio laukas. Jis dažniausiai naudojamas biologijoje atskirti DNR arba baltymų molekules. Gali būti naudojamos įvairios procedūros, priklausomai nuo atskirtų molekulių tipo ir dydžio, tačiau visoms procedūroms reikalingas įkrovos šaltinis, palaikomoji terpė ir buferinis tirpalas.

Visos elektroforezės procedūros išskiria molekules pagal jų krūvį ir dydį. Molekulėms taikomas elektrinis laukas, o kadangi molekulės yra elektriškai įkrautos, dėl to molekules veikia jėga. Kuo didesnis molekulės krūvis, tuo didesnę jėgą veikia elektrinis laukas ir tuo toliau molekulė judės per atraminę terpę. Dydis taip pat turi įtakos tam, kiek judės molekulė – didelė molekulė nejudės taip toli, kaip maža molekulė, turinti tą patį krūvį. Molekulės krūvio ir masės santykis lemia, kiek ji juda per atraminę terpę.

Įvairių tipų geliai yra dažniausiai naudojama pagalbinė terpė elektroforezei. Geliai gali būti plokščių arba vamzdelių pavidalo. Gelio plokštės leidžia paleisti daug mėginių vienu metu, todėl tai yra dažniausiai naudojamas metodas laboratorijose. Tačiau mėgintuvėlio geliai leidžia geriau išryškinti mėginio rezultatus, todėl kartais jie yra geresnis pasirinkimas baltymų elektroforezei.

Agarozės gelis yra įprasta medžiaga, naudojama DNR ir kitų nukleorūgščių elektroforezei. Agarozė sukuria didelę porų struktūrą, todėl didelės molekulės, kurios dažnai turi būti perleidžiamos per gelį, kad būtų galima analizuoti DNR, gali lengviau judėti. Tačiau paprastai naudojamas kitokio tipo gelis, jei tikslas yra nustatyti mažesnių DNR molekulių seką. Šis gelis, vadinamas denatūruojančiu poliakrilamido geliu arba tiesiog sekvenavimo geliu, duoda daug didesnės skiriamosios gebos rezultatus. Rezultatai leidžia mokslininkui atskirti du DNR segmentus, kurie skiriasi tik viena bazių pora.

Akrilamido geliai paprastai naudojami baltymams atskirti. Labiausiai paplitęs procesas vadinamas natrio dodecilsulfato poliakrilamido gelio elektroforeze (SDS-PAGE). SDS yra ploviklis, kuris denatūruoja baltymus. Gelis paleidžiamas su buferiu, kuriame yra mažai judančių jonų sluoksnis ir didelio mobilumo jonų sluoksnis. Šie sluoksniai padeda atskirti baltymus pagal jų dydį. Baltymai taip pat kartais paleidžiami į natūralius gelius, kurie nedenatūruoja baltymų.

Dar du pažangūs metodai yra kapiliarinė ir 2-D elektroforezė. Kapiliarinė procedūra priverčia molekules per kapiliarinį vamzdelį su elektros krūviu ir duoda labai tikslius rezultatus. 2-D elektroforezė atskiria molekules išilgai x ašių ir y ašių. Molekulės yra atskirtos pagal dydį išilgai vienos ašies ir pagal krūvį išilgai kitos ašies.