Die Gelelektrophorese ist eine Methode, die in Labors verwendet wird, um DNA-Stränge zu messen und zu sortieren. Dies ist notwendig, da die DNA unter normalen Bedingungen zu klein ist, um sie zu manipulieren, selbst wenn sie mit den meisten Mikroskopen betrachtet wird. Das Gelelektrophorese-Labor verwendet ein relativ einfaches Verfahren, und die gleiche grundlegende Technik kann auch verwendet werden, um einzelne Proteine zu trennen.
Die Gelmatrix
Um mit der Gelelektrophorese zu beginnen, müssen Sie zuerst das Gel erstellen. Normalerweise werden Gele in dünnen Blättern mit einer Substanz namens Agarose hergestellt. Pulverförmige Agarose wird in einen Kolben gegeben, gefolgt von einer Salzwasserlösung, die als Puffer bezeichnet wird. Diese Mischung aus Agarose und Puffer wird erhitzt, bis die beiden Substanzen miteinander verschmelzen, und dann in eine Form gegossen. Ein als Kamm bezeichnetes Gerät wird dann an einem Ende der Form platziert, bevor das Gel abkühlt. Wenn das Gel abgekühlt ist, wird der Kamm entfernt und hinterlässt kleine Schlitze, die verwendet werden, um DNA-Proben aufzunehmen.
Eine besondere Eigenschaft der gekühlten Agarosemischung (sogenannte Gelmatrix) ergibt sich daraus, dass sie mit Salzwasser hergestellt wird. Wenn die Matrix elektrisiert wird, wird sie leitfähig, sodass Elektrizität entlang ihrer Länge fließen kann. Eine weitere besondere Eigenschaft der Gelmatrix ist das Vorhandensein regelmäßiger, mikroskopischer Löcher. Diese Löcher ermöglichen es DNA-Strängen, durch die Gelmatrix zu wandern und den Sortierprozess zu erleichtern.
Die Elektrophoresekammer
Ihr nächster Schritt besteht darin, eine Elektrophoresekammer zu erstellen. Dies ist eine kleine rechteckige Box, die an beiden Enden mit einer positiven und negativen elektrischen Verbindung verdrahtet ist. Kammern sind in der Regel flach, klein genug, um auf eine Tischplatte zu passen, und bestehen aus klaren Materialien wie Plexiglas.
Salzwasserlösung wird in den Boden der Elektrophoresekammer gegossen und die Gelmatrix wird leicht in diese Lösung eingetaucht. Das Salzwasser dient zwei Zwecken: den Stromfluss zu unterstützen und die Gelmatrix feucht zu halten. Da DNA durch eine negative Ladung angetrieben wird, platzieren Sie Ihre Matrix so, dass sich Ihre Proben neben Ihrer negativen elektrischen Verbindung befinden.
Vorbereitung der DNA
Anschließend werden DNA-Proben hergestellt. Da DNA in Lösung praktisch nicht zu sehen ist, wird jeder einzelnen Probe ein Farbstoff namens Ladepuffer zugesetzt. Dieses Mittel verdickt auch die DNA-Lösung, wodurch sie weniger flüssig und besser verarbeitbar wird. Übertragen Sie mit einer Pipette eine Probe der DNA-Lösung in jeden abwechselnden Schlitz in der Gelmatrix. Geben Sie in den leeren Schlitz zwischen jeder Probe eine DNA-Lösung, deren Länge Sie bereits kennen (genannt DNA-Standard), zur Experimentkontrolle und zum Vergleich.
Schalte den Strom an
Schalten Sie nun Ihre Elektrophoresekammer ein. Bei negativer Leistung werden Ihre DNA-Proben über die Länge der Kammer gezwungen. Kleine DNA-Stränge bewegen sich schneller durch die Gelmatrix und trennen sich in kurzer Zeit von längeren, langsameren Strängen. Der Farbstoff im Farbstoff lässt Sie der Spur der DNA folgen. Sie können einzelne DNA-Stränge nicht sehen, aber Stränge gleicher Länge verklumpen.
Letzte Schritte
Beim Aussortieren der DNA wird die Matrix aus der Elektrophoresekammer entfernt. Die DNA wird dann gefärbt, um eine einfachere Messung und Untersuchung zu ermöglichen.