La electroforesis es una “técnica de separación molecular poderosa y económica”, como afirmó el Dr. William H. Heidcamp, en el Manual del Laboratorio de Biología Celular. Existen varias razones para llevar a cabo la electroforesis, incluida la unión no invasiva a moléculas y la visualización de la separación de moléculas. En general, la electroforesis tiene como objetivo proporcionar una forma precisa de analizar sustancias, como la sangre y el ADN (ácido desoxirribonucleico), que son difíciles de separar con métodos convencionales.
Definición
La electroforesis es una técnica empírica utilizada en la separación de moléculas cargadas (positivas y negativas) como células y proteínas, según su respuesta en corriente eléctrica.
Varios factores afectan la electroforesis, incluida la carga neta, la masa de la molécula, el tampón y los medios electroforéticos como el papel o el gel. En la electroforesis, las moléculas se mueven hacia la carga opuesta; por ejemplo, una proteína con una carga neta positiva se mueve hacia el lado negativo del medio electroforético. Además, las moléculas con menor masa se mueven más rápido o se separan más rápido que las moléculas con mayor masa.
Historia
En 1937, un científico sueco llamado Arne Tiselius desarrolló un aparato para medir el movimiento de moléculas de proteínas, llamado aparato de límites móviles. Este es un aparato en forma de U que utiliza un medio acuoso para separar moléculas de proteína.
En 1940 se introdujo la electroforesis de zona, que utiliza un medio sólido (por ejemplo, gel) y permite la tinción para una mejor resolución o visualización de la separación de moléculas.
Luego, en 1960, se desarrolló la electroforesis capilar para proporcionar una técnica de electroforesis versátil. Este tipo de electroforesis permite la separación de moléculas utilizando medios acuosos y sólidos.
Unión de moléculas
La electroforesis, utilizando medios, interactúa deliberadamente con las moléculas de forma no invasiva. Por ejemplo, los medios de gel se unen a las moléculas de proteína sin alterar la estructura y función de la proteína. Después de unirse a las moléculas, se inicia el movimiento o la separación mediante la aplicación de corriente eléctrica. Además, también es posible recuperar las moléculas unidas al medio después de la electroforesis.
Separación de alta resolución
La electroforesis está diseñada para visualizar la separación de moléculas. Esto se logra mediante varios métodos, que incluyen tinción y autorradiografía.
La autorradiografía utiliza películas de rayos X para visualizar la posición de las moléculas radiactivas (p. Ej., ADN) después de la separación. Este tipo de visualización es comparable a la toma de fotografías, en la que los rayos X son como el flash de una cámara y la película de rayos X es como la película utilizada para revelar fotografías en blanco y negro. En la electroforesis, se revelan fotografías de moléculas como las proteínas de la sangre mediante autorradiografía.
En la tinción, los tintes como el azul de Coomassie y el negro amido se mezclan con moléculas, antes o después del proceso de separación. Por ejemplo, mezclar proteínas con tinte de coomasie antes de la electroforesis producirá trayectorias teñidas (pequeños puntos o líneas) que muestran el movimiento de la proteína durante la separación.
Análisis cuantitativo
Otro propósito de la electroforesis es obtener información cuantitativa después de visualizar la separación de moléculas. Para obtener datos cuantitativos, por ejemplo, el software de análisis de imágenes (software de renderizado 2D y 3D) registra los resultados de la electroforesis como señales digitales. Estas señales representan la posición de las moléculas antes y después de la electroforesis y luego se utilizan para el análisis cuantitativo "in silico" (con el uso de una computadora).