كيف يتم تصور الحمض النووي باستخدام هلام الكهربائي؟

الرحلان الكهربائي للهلام هو تقنية تسمح بتحليل الحمض النووي على مستوى الجزيئات المكونة له. في طريقة تصور الحمض النووي هذه ، يتم وضع العينات على وسيط هلام agarose ويتم تطبيق مجال كهربائي على الجل. يؤدي هذا إلى انتقال أجزاء من الحمض النووي عبر الهلام بمعدلات مختلفة وفقًا لخصائصها الكهروكيميائية.

بالنسبة لتقنية التصور هذه ، يتم خلط بروميد الإيثيديوم مع مسحوق الاغاروز ، ومحلول EDTA والماء لتشكيل مصفوفة الهلام قبل الرحلان الكهربائي. نتيجة لذلك ، تصبح جزيئات بروميد الإيثيديوم مشتتة بشكل موحد في جميع أنحاء المصفوفة. بمجرد ملء آبار الهلام بعينات الحمض النووي الخاصة بها وتتبع الأصباغ ، يتم تطبيق الجهد لسحب المركبات القطبية الكبيرة ببطء عبر المصفوفة.

خلال هذه الحركة ، ترتبط قواعد جزيئات الحمض النووي مؤقتًا بالجسيمات بفضل شحنة بروميد الإيثيديوم ، مما يؤدي إلى سحبها على طول. بحلول الوقت الذي يكتمل فيه الفصل الكهربائي للهلام ، يكون كل جزيء DNA قد التقط كمية كبيرة من بروميد الإيثيديوم.

في ظل وجود الأشعة فوق البنفسجية ، يظهر بروميد الإيثيديوم مضانًا. يقوم الفنيون بتسليط ضوء الأشعة فوق البنفسجية الذي تمت معايرته خصيصًا عبر الجل بينما تلتقط الآلة صورة الأجزاء المتوهجة.

إذا لم يكن ضوء الأشعة فوق البنفسجية متاحًا أو عمليًا ، فيمكن للفنيين جعل الحمض النووي مرئيًا في ظل الظروف العادية عن طريق نقع هلام الاغاروز النهائي ، مع الحمض النووي بالداخل ، في محلول من الميثيلين الأزرق طوال الليل.

ملح كلوريد مع أنيون كاره للماء بشكل كبير ، جزيئات الميثيلين الزرقاء تخترق مصفوفة الهلام بأكملها. ومع ذلك ، فإن الروابط الهيدروجينية في جميع أنحاء الحمض النووي تتسبب في تراكم جزيئات البقعة. ينتج عن زيادة كثافة صبغة الحمض النووي ظلًا أعمق من اللون الأزرق ، يمكن رؤيته بالعين المجردة.

بالإضافة إلى الحجم النسبي لنطاقات الحمض النووي ، يمكن للفنيين قياس الحجم المطلق (في أزواج القاعدة) لكل جزء باستخدام مواد كيميائية تسمى أصباغ التتبع. مرئي بدون إضافة الميثيلين الأزرق أو بروميد الإيثيديوم ، وتتبع الأصباغ مثل البروموفينول الأزرق والسيانول الزيلين تتحرك عبر مصفوفات هلام الأراغوز أثناء الرحلان الكهربائي بنفس سرعة شظايا الحمض النووي المكونة من 300 نيوكليوتيد و 4000 نيوكليوتيد ، على التوالى. في الرحلان الكهربائي ، تنتقل شظايا الحمض النووي الأكثر ضخامة عبر مصفوفة الهلام بسرعة أبطأ من الأجزاء الأصغر. لذلك ، في حين أن تتبع الأصباغ لا يؤثر بشكل مباشر على رؤية شظايا الحمض النووي ، ومقارنة موضع جزء من الحمض النووي في الهلام إلى موضع هذه الأصباغ يسمح للفنيين "برؤية" العدد التقريبي للنيوكليوتيدات في جزء الحمض النووي يحتوي على.