El papel de la electricidad en los procesos biológicos es tan importante como su papel en la tecnología, y se aprovecha para el uso científico de varias formas sutiles e interesantes. Una técnica que se usa ampliamente en bioquímica es la electroforesis, el uso de una corriente eléctrica. manipular moléculas de proteínas para una variedad de investigaciones biomédicas, diagnóstico y fabricación propósitos.
Cómo funciona el proceso
Las moléculas orgánicas a menudo tienen una carga positiva o negativa, lo que hace que respondan a una corriente eléctrica. Las moléculas con carga positiva migran hacia el polo negativo del campo y las moléculas con carga negativa migran hacia el polo positivo. Las moléculas con una mayor carga tienden a moverse más rápidamente y viajar más lejos mientras se aplica la carga. Sin embargo, también se ralentizarán por la fricción, que a su vez se verá afectada tanto por el tamaño y la forma de la molécula como por el medio utilizado para la prueba. Al controlar la corriente eléctrica y la fricción proporcionada por el medio de prueba, los investigadores pueden crear condiciones que separen las biomoléculas de manera eficiente, de modo que puedan aislarse y estudiarse. También permite a los investigadores identificar las diferencias entre moléculas al observar cuánto les influye la corriente. Es una herramienta útil con una variedad de aplicaciones experimentales y biomédicas, pero algunas son especialmente notables.
Análisis de ADN
Uno de los principales usos de la electroforesis es la identificación y el estudio de ADN y fragmentos de ADN. El ADN se destaca por la consistencia de su carga negativa, lo que significa que la corriente eléctrica aplica aproximadamente la misma fuerza a cualquier parte del ADN. Bajo esa presión, los fragmentos de ADN más grandes y más pequeños comienzan a separarse porque se verán afectados de manera diferente por la fricción del medio de prueba. El medio, generalmente un gel de agarosa o un gel de acrilamida, "congela" los segmentos separados en su lugar cuando se elimina la corriente, lo que permite examinarlos a altas resoluciones. A menudo se agregan al gel agentes colorantes como el bromuro de etidio para que sea más fácil ver e interpretar los resultados.
Interacciones de proteínas y anticuerpos
Otra forma común de electroforesis es la inmunoelectroforesis, que analiza la presencia y los comportamientos de ciertas proteínas. Muchas afecciones médicas, incluida la esclerosis múltiple, la enfermedad renal y algunos cánceres, dan como resultado la creación de moléculas de proteínas anormales. Estos se pueden detectar realizando electroforesis en muestras de orina o sangre y observando cualquier variación de las cantidades y tipos normales de proteína. La inmunoelectroforesis también se puede utilizar para detectar proteínas específicas llamadas inmunoglobulinas, que actúan como anticuerpos. Estos son parte del sistema inmunológico del cuerpo y atacan proteínas extrañas, como virus o alérgenos. El análisis de estos anticuerpos puede ayudar a identificar nuevas terapias para tratar a esos invasores y también proporciona conocimiento de afecciones como alergias y trastornos autoinmunes, que pueden resultar de un mal funcionamiento anticuerpos.
Prueba de antibióticos
La electroforesis desempeña una serie de funciones en la prueba de antibióticos. Uno de los más comunes es probar la pureza de un antibiótico. Aplicando electroforesis a una solución que contiene el antibiótico en forma de tira de papel impregnada con el antibiótico o un capilar, un tubo muy delgado, lleno de la solución, los investigadores pueden diferenciar entre el antibiótico en sí y cualquier impurezas. También pueden determinar qué tan concentrado está el antibiótico, lo cual es crucial para aplicar dosis precisas. La investigación de antibióticos se extiende al ámbito de las pruebas genéticas, identificando genes que podrían indicar resistencia a antibióticos específicos.
Prueba de vacunas
Al igual que con los antibióticos, la electroforesis es útil tanto en la creación como en la producción de vacunas. El propósito de una vacuna es ayudar al cuerpo a generar anticuerpos contra un patógeno potencialmente peligroso, y la electroforesis es un método útil para detectar esos anticuerpos. Los investigadores pueden usar la técnica para comparar el efecto de una vacuna o múltiples versiones de una vacuna en una gran cantidad de sujetos de prueba u otras variables. Una vez que una vacuna está en producción, la electroforesis también proporciona una forma rápida y efectiva de probar los lotes de producción para verificar su consistencia y pureza.