Οι βιοχημικοί και οι μοριακοί βιολόγοι χρησιμοποιούν ηλεκτροφόρηση για να διαχωρίσουν μακρομόρια όπως πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να απομονώσουν και να αναλύσουν μεμονωμένες πρωτεΐνες ή αλληλουχίες νουκλεϊκών οξέων σε ένα σύνθετο μείγμα. Ένα τυπικό παράδειγμα ηλεκτροφόρησης στο εργαστήριο είναι ένας μικροβιολόγος που χρησιμοποιεί Polymerase Chain Reaction (PCR) για να διαχωρίσει θραύσματα DNA που παράγονται σε μια μικροβιακή κοινότητα. Ανεξάρτητα από το σκοπό, η ηλεκτροφόρηση απαιτεί πάντα τη χρήση ρυθμιστικού διαλύματος.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η ηλεκτροφόρηση διαχωρίζει τα μακρομόρια όπως την πρωτεΐνη και τα νουκλεϊκά οξέα κατά μέγεθος, φορτίο και άλλες ιδιότητες. Για ηλεκτροφόρηση που διαχωρίζεται με φορτίο, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ρυθμιστικό για τη μετάδοση αυτής της φόρτισης μέσω του πηκτώματος. Το ρυθμιστικό διατηρεί επίσης το πήκτωμα σε σταθερό ρΗ, ελαχιστοποιώντας τις αλλαγές που θα μπορούσαν να συμβούν στην πρωτεΐνη ή το νουκλεϊκό οξύ εάν υποβληθούν σε ασταθές ρΗ.
Αρχές Ηλεκτροφόρησης
Η ηλεκτροφόρηση διαχωρίζει τα μόρια κατά μήκος μιας διαβάθμισης με βάση το μέγεθος, το φορτίο ή άλλες ιδιότητές τους. Αυτή η βαθμίδα μπορεί να είναι ένα ηλεκτρικό πεδίο ή, στην περίπτωση της μετουσιωτικής βαθμίδας Gel ηλεκτροφόρησης (DGGE), ενός μετουσιωτικού όπως ένα μείγμα ουρίας και φορμαμιδίου. Οι πρωτεΐνες θα μεταναστεύσουν προς την άνοδο εάν φορτιστούν αρνητικά και η κάθοδος εάν φορτιστεί θετικά. Δεδομένου ότι τα μεγαλύτερα μόρια μεταναστεύουν πιο αργά από τα μικρότερα μόρια, οι επιστήμονες μπορούν να μετρήσουν την απόσταση που διανύθηκε και να χρησιμοποιήσουν λογάριθμους για να προσδιορίσουν το μέγεθος των θραυσμάτων.
Ηλεκτροφόρηση μετουσιωτικής βαθμίδας
Με το DGGE, το DNA κινείται κατά μήκος μιας βαθμίδας αυξανόμενης μετουσιωτικής ισχύος έως ότου η ισχύς είναι αρκετή για να μετουσιώσει, ή να ξεδιπλωθεί, το συγκεκριμένο κομμάτι DNA εντελώς. Σε αυτό το σημείο, η μετεγκατάσταση σταματά. Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτήν τη μέθοδο για να διαχωρίσουν θραύσματα με βάση την ατομική τους ευαισθησία στην μετουσίωση.
Τι κάνει το Buffer
Στην περίπτωση ηλεκτροφόρησης που διαχωρίζεται με βάση το φορτίο, τα ιόντα στο ρυθμιστικό μεταδίδουν το απαιτούμενο φορτίο για διαχωρισμό. Το ρυθμιστικό, παρέχοντας μια δεξαμενή ασθενών οξέων και βάσεων, διατηρεί επίσης το ρΗ σε στενό εύρος. Αυτό είναι σημαντικό επειδή η δομή και το φορτίο μιας πρωτεΐνης ή νουκλεϊκού οξέος θα αλλάξει εάν υποβληθεί σε σημαντικές αλλαγές στο ρΗ, αποτρέποντας έτσι τον κατάλληλο διαχωρισμό.
Τυπικά ρυθμιστικά
Διαφορετικά ρυθμιστικά είναι ιδανικά για διατήρηση της γέλης ηλεκτροφόρησης σε διαφορετικές επιθυμητές περιοχές ρΗ. Τυπικά ρυθμιστικά που χρησιμοποιούνται από επιστήμονες για το σκοπό αυτό περιλαμβάνουν οξικό οξύ, βορικό οξύ, φωσφορικό οξύ και κιτρικό οξύ καθώς επίσης γλυκίνη και ταυρίνη. Γενικά, η τιμή pKa (σταθερά διαχωρισμού οξέος) πρέπει να είναι κοντά στο απαιτούμενο ρΗ. Είναι προτιμότερο από εμάς τα buffer που παρέχουν χαμηλό μέγεθος φόρτισης, ώστε να μην ασκούν υπερβολικό ρεύμα.