Kas ir elektroforēze?

Visas elektroforēzes procedūras atdala molekulas, pamatojoties uz to lādiņu un izmēru. Molekulām tiek pielietots elektriskais lauks, un, tā kā molekulas ir elektriski uzlādētas, tas rada spēku, kas iedarbojas uz molekulām. Jo lielāks ir molekulas lādiņš, jo lielāks spēks pieliek elektrisko lauku un jo tālāk molekula virzīsies caur nesēju. Lielums ietekmē arī to, cik tālu molekula pārvietosies — liela molekula nepārvietosies tik tālu kā maza molekula ar tādu pašu lādiņu. Molekulas lādiņa un masas attiecība nosaka, cik tālu tā pārvietojas caur atbalsta vidi.

Dažāda veida gēli ir visbiežāk izmantotie elektroforēzes atbalsta līdzekļi. Gēli var būt plātņu vai tūbiņu formā. Gēla plātnes ļauj apstrādāt daudzus paraugus vienlaikus, tāpēc tās ir visbiežāk izmantotā metode laboratorijās. Tomēr mēģenes gēli ļauj labāk izšķirt parauga rezultātus, tāpēc dažreiz tie ir labāka izvēle olbaltumvielu elektroforēzei.

Agarozes gēls ir izplatīta viela, ko izmanto DNS un citu nukleīnskābju elektroforēzei. Agaroze rada lielu poru struktūru, tāpēc lielās molekulas, kuras bieži ir jālaiž cauri gēlam, lai analizētu DNS, var pārvietoties vieglāk. Tomēr parasti tiek izmantots cita veida gēls, ja mērķis ir mazāku DNS molekulu sekvencēšana. Šis gēls, ko sauc par denaturējošu poliakrilamīda gēlu vai vienkārši sekvencējošu gēlu, nodrošina rezultātus ar daudz augstāku izšķirtspēju. Rezultāti ļauj zinātniekam atšķirt divus DNS segmentus, kas atšķiras tikai ar vienu bāzes pāri.

Akrilamīda želejas parasti izmanto olbaltumvielu atdalīšanai. Visizplatītākais process tiek saukts par nātrija dodecilsulfāta poliakrilamīda gēla elektroforēzi (SDS-PAGE). SDS ir mazgāšanas līdzeklis, kas denaturē olbaltumvielas. Gēls tiek palaists ar buferšķīdumu, kas satur zemas mobilitātes jonu slāni un augstas mobilitātes jonu slāni. Šie slāņi palīdz atdalīt olbaltumvielas atbilstoši to izmēram. Proteīnus dažkārt izmanto arī dabīgos želejos, kas nedenatur olbaltumvielas.

Vēl divas uzlabotas metodes ir kapilārā un 2-D elektroforēze. Kapilārā procedūra izspiež molekulas caur kapilāro cauruli ar elektrisko lādiņu un sniedz ļoti precīzus rezultātus. 2-D elektroforēze atdala molekulas pa x asi un y asi. Molekulas atdala pēc izmēra pa vienu asi un pēc lādiņa pa otru asi.