L'électrophorèse est une « technique de séparation moléculaire puissante et peu coûteuse », comme l'a déclaré le Dr William H. Heidcamp, dans le Manuel du laboratoire de biologie cellulaire. Diverses raisons existent pour effectuer une électrophorèse, y compris la liaison non invasive aux molécules et la visualisation de la séparation des molécules. Dans l'ensemble, l'électrophorèse vise à fournir un moyen précis d'analyser des substances, telles que votre sang et votre ADN (acide désoxyribonucléique), qui sont difficiles à séparer à l'aide de méthodes conventionnelles.
Définition
L'électrophorèse est une technique empirique utilisée dans la séparation de molécules chargées (positives et négatives) telles que les cellules et les protéines, en fonction de leur réponse en courant électrique.
Plusieurs facteurs affectent l'électrophorèse, notamment la charge nette, la masse de la molécule, le tampon et les supports électrophorétiques comme le papier ou le gel. En électrophorèse, les molécules se déplacent vers la charge opposée; par exemple, une protéine avec une charge nette positive se déplace vers le côté négatif du milieu électrophorétique. De plus, les molécules de plus petite masse se déplacent plus rapidement ou se séparent plus rapidement que les molécules de plus grande masse.
Histoire
En 1937, un scientifique suédois du nom d'Arne Tiselius a développé un appareil pour mesurer le mouvement des molécules de protéines, appelé appareil de frontière mobile. Il s'agit d'un appareil en forme de U qui utilise un milieu aqueux pour séparer les molécules de protéines.
En 1940, l'électrophorèse de zone a été introduite, qui utilise un milieu solide (par exemple, un gel) et permet une coloration pour une meilleure résolution ou une meilleure visualisation de la séparation des molécules.
Puis en 1960, l'électrophorèse capillaire a été développée pour fournir une technique d'électrophorèse polyvalente. Ce type d'électrophorèse permet la séparation de molécules à l'aide de milieux aqueux et solides.
Liaison de molécule
L'électrophorèse, à l'aide de médiums, interagit volontairement avec les molécules de manière non invasive. Par exemple, les gels se lient aux molécules de protéines sans perturber la structure et la fonction de la protéine. Après la liaison aux molécules, le mouvement ou la séparation est initié en appliquant un courant électrique. Par ailleurs, il est également possible de récupérer les molécules liées au milieu après électrophorèse.
Séparation haute résolution
L'électrophorèse est conçue pour visualiser la séparation des molécules. Ceci est réalisé par diverses méthodes, y compris la coloration et l'autoradiographie.
L'autoradiographie utilise des films radiographiques pour visualiser la position des molécules radioactives (par exemple, l'ADN) après séparation. Ce type de visualisation est comparable à la prise de photos, dans laquelle la radiographie est comme un flash d'appareil photo et le film radiographique est comme le film utilisé pour développer des photos en noir et blanc. En électrophorèse, des photos de molécules telles que des protéines dans votre sang sont développées par autoradiographie.
En coloration, des colorants tels que le bleu de coomassie et le noir amido sont mélangés avec des molécules, avant ou après le processus de séparation. Par exemple, le mélange de protéines avec du colorant de coomasie avant l'électrophorèse produira des chemins colorés (petits points ou lignes) montrant le mouvement de la protéine pendant la séparation.
Analyse quantitative
Un autre objectif de l'électrophorèse est d'obtenir des informations quantitatives après avoir visualisé la séparation des molécules. Pour obtenir des données quantitatives, par exemple, un logiciel d'analyse d'images (logiciel de rendu 2D et 3D) enregistre les résultats de l'électrophorèse sous forme de signaux numériques. Ces signaux représentent la position des molécules avant et après l'électrophorèse et sont ensuite utilisés pour une analyse quantitative « in silico » (à l'aide d'un ordinateur).
