Гелната електрофореза е техника, при която биологичните молекули се отделят една от друга и се идентифицират при биологични изследвания или медицинска диагностика. От тяхното развитие през 70-те години на миналия век тези техники са безценни при идентифицирането на гени (ДНК) и генни продукти (РНК и протеини), представляващи научен интерес. През последните години се появиха по-нови техники, които дават по-голяма специфичност и подробности за случващото се в живите системи. Въпреки че те не са заместили техниките за електрофореза и напредналите манипулации могат да разширят жизнеспособността на техниката, важно е да се осъзнае какво може и какво не може да направи гел електрофорезата.
Електрофорезата има ограничен анализ на пробите
Електрофорезата е специфична за всяка тъкан, от която сте взели проба. Например, ако пуснете Southern blot (вид електрофореза) върху тампон на бузата, вие гледате гени от епителните клетки на бузата си и никъде другаде в тялото си. Понякога това може да бъде от полза, но изследователите често се интересуват от по-широко разпространени ефекти.
Техники като хибридизация in situ (ISH) могат да вземат участък от тъкан и да анализират генната експресия на всяка малка площ от тази проба. По този начин изследователите могат да разгледат всяка област на мозъка в проба с ISH, докато техниките за електрофореза могат да разглеждат само няколко области наведнъж.
Измерванията на електрофорезата не са точни
Гел електрофорезата може ефективно да отдели подобни протеини с различно тегло (това е техника, наречена Western blotting). Той може да ги отдели по-точно чрез техника, известна като 2d електрофореза; това е често срещано в протеомиката.
За съжаление, всички измервания, направени по тази техника, в най-добрия случай са полуколичествени. За да се получи точната маса (тегло) на протеините, трябва да се използва масспектроскопия, след като протеинът се пречисти чрез електрофореза. Освен това, сравняването на относителните количества на различни молекули разчита на плътността на лентата (тъмнината) на различни петна по гела. Този метод има известна степен на грешка и пробите обикновено се изпълняват няколко пъти, за да се получат чисти резултати.
Изисква се съществена начална проба
Електрофорезата е техника за изолиране и визуално идентифициране на различни биомолекули. Това става чрез преминаване на електрически ток през гела, за да се разделят заредени молекули с различно тегло. Ако молекулата, която ви интересува, не е достатъчно често срещана, нейната лента ще бъде практически невидима и трудна за измерване.
ДНК и РНК могат да бъдат усилени до известна степен преди провеждане на електрофореза, но не е практично да се прави това с протеини. Следователно е необходима голяма тъканна проба за провеждане на тези анализи. Това може да ограничи полезността на техниката, особено при медицински анализ. На практика е невъзможно да се проведе електрофореза върху проби от една клетка; проточната цитометрия и имунохистохимията се използват по-често за оценка на клетъчната експресия на протеини. Техника, наречена PCR, е отлична при точното измерване на малки количества РНК.
Могат да се визуализират само някои молекули
Електрофорезата е отлична при разделяне и идентифициране на средни до големи биомолекули. Въпреки това, много от молекулите, които изследователите искат да разгледат, са по-малки; малки хормони, невротрансмитери и йони не могат да бъдат измерени чрез електрофореза. Това е по две причини: те не реагират правилно с препарата за електрофореза (обикновено техника наречен SDS PAGE) и дори да го направят, те са твърде малки, за да се разделят правилно и биха изскочили отдолу на гела. Вместо това тези молекули се измерват чрез техники като RIAA (радио имуноанализи) и ELISA (ензимно-свързан имуносорбант).
Електрофорезата е с ниска производителност
Гелната електрофореза обикновено е с ниска производителност, което означава, че не дава данни особено бързо. Контрастна електрофореза, при която можете да разглеждате малка шепа молекули РНК наведнъж, с PCR (полимеразна верижна реакция), която може едновременно да оцени хиляди проби. По същия начин, поточната цитометрия може да измерва от хиляди отделни клетки и да прави сложни корелации, докато електрофорезата масово разглежда клетките и не може да направи такава фина дискриминация. PCR и поточната цитометрия представляват масово паралелни и серийни процеси, съответно и двете далеч надхвърлят способностите на електрофорезата за генериране на научни данни.
