Kas ir DNS elektroforēze?

Īsā atbilde

DNS elektroforēze ir metode, ko izmanto DNS molekulu šķirošanai pēc garuma. DNS gabali tiek suspendēti gēla paplātē un pakļauti elektriskā lauka iedarbībai, kas liek tiem migrēt uz vienu paplātes galu. DNS sadalās joslās, un attālums no elektroda atbilst virknes garumam. Metodikai ir nozīme gēnu identificēšanā slimību diagnosticēšanai un citiem ģenētiskās izpētes veidiem.

Izpētāmā DNS tiek sadalīta atsevišķās virknēs, izmantojot restrikcijas enzīmus, kas sagriež DNS noteiktās, zināmās vietās. DNS tiek sajaukta ar krāsvielu vai radioizotopu, kas ļaus noteikt tās atrašanās vietu gēlā. Pēc tam atsevišķas virknes tiek atdalītas viena no otras, izmantojot DNS elektroforēzi. Process sākas ar atdalītā ģenētiskā materiāla ievadīšanu iedobēs, kas ir izgrieztas gēla plātnes galā.

Pēc tam uz gēla plātnes tiek uzlikts elektriskais lauks. DNS ir negatīvs elektriskais lādiņš, un to piesaista pozitīvais elektrods. Gēls pretojas DNS kustībā; mazākiem gabaliņiem ir vieglāk pārvietoties pa želejas porām un tādējādi ceļot tālāk. Ņemot vērā zināmo gēla sagatavošanu un elektrisko pielietojumu, segmenta garumu var ļoti precīzi noteikt pēc tā nobrauktā attāluma. Pēc tam to var izgriezt no želejas, izmantojot skalpeli.

Ja atdalāmie fragmenti ir ļoti īsi, tiek izmantots poliakrilamīda gēls. Garākiem segmentiem izmanto agarozes želeju. Agaroze ir izgatavota no jūraszālēm, savukārt poliakrilamīds ir sintētisks polimērs. Agarozes gēli ir daudz mazāk blīvi nekā poliakrilamīda gēli un ļauj pārvietoties lielākām molekulām. Ļoti gariem DNS segmentiem ir jāizmanto nesen izstrādāta metode, ko sauc par impulsa lauka gēla elektroforēzi. Šajā procesā tiek izmantots elektriskais lauks, kurā pastāvīgi tiek veiktas smalkas virziena izmaiņas, lai ļoti garas šķipsnas būtu pareizi orientētas, kad tās pārvietojas caur agarozi.

Gēla elektroforēzi var izmantot, lai noteiktu zināma garuma DNS pavedienu klātbūtni. Tādējādi to var izmantot, lai noteiktu iezīmju vai ģenētisku slimību esamību konkrētajā indivīdā. DNS elektroforēzi var izmantot arī, lai izolētu DNS virknes rekombinācijai gēnu inženierijas projekta ietvaros. To var arī izmantot, lai izveidotu indivīda ģenētisko profilu identifikācijas nolūkos, piemēram, paternitātes pārbaudēs vai kriminālistikas ekspertīzēs.

DNS elektroforēze pirmo reizi tika veikta pagājušā gadsimta 1970. gados. Gēla elektroforēze tika izmantota, lai atdalītu olbaltumvielas ilgi pirms uzklāšanas uz ģenētisko materiālu. Process tiek izstrādāts kopš 1930. gadiem, un provizoriskie pētījumi aizsākās 1800. gados. Zviedru bioķīmiķis Arne Tiselius dažreiz tiek uzskatīts par tā izgudrojumu.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi