A biokémikusok és a molekuláris biológusok elektroforézist alkalmaznak a makromolekulák, például a fehérjék és a nukleinsavak szétválasztására. Ez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy elkülönítsék és elemezzék az egyes fehérjéket vagy nukleinsavszekvenciákat egy komplex keverékben. A laboratóriumi elektroforézis tipikus példája egy mikrobiológus, aki a polimeráz láncreakciót (PCR) alkalmazza a mikrobiális közösségben termelődő DNS-fragmensek elválasztására. A céltól függetlenül az elektroforézishez mindig pufferoldatot kell használni.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az elektroforézis szétválasztja a makromolekulákat, például a fehérjét és a nukleinsavakat méretük, töltésük és egyéb tulajdonságaik szerint. A töltéssel elválasztható elektroforézishez a tudósok puffert használnak a töltet továbbítására a gélen keresztül. A puffer a gélt is stabil pH-értéken tartja, minimalizálva a fehérjében vagy a nukleinsavban bekövetkező változásokat, ha instabil pH-értéknek van kitéve.
Az elektroforézis alapelvei
Az elektroforézis a molekulákat egy gradiens mentén választja el méretük, töltésük vagy egyéb tulajdonságaik alapján. Ez a gradiens lehet elektromos mező, vagy denaturáló gradiens gélelektroforézis (DGGE) esetén denaturálószer, például karbamid és formamid keveréke. A fehérjék az anód felé vándorolnak, ha negatív töltésűek, és a katód, ha pozitív töltésűek. Mivel a nagyobb molekulák lassabban vándorolnak, mint a kisebb molekulák, a tudósok megmérhetik a megtett távolságot, és logaritmusok segítségével meghatározhatják a fragmensek méretét.
Denaturáló gradiens gélelektroforézis
A DGGE segítségével a DNS a növekvő denaturáló erő gradiensén mozog, amíg az erő elegendő ahhoz, hogy az adott DNS-fragmenst teljesen denaturálja, vagy kibontja. Ezen a ponton a migráció leáll. A tudósok ezt a módszert alkalmazhatják a töredékek szétválasztására a denaturálásra való hajlamuk alapján.
Mit csinál a puffer
A töltés alapján elválasztó elektroforézis esetében a pufferben lévő ionok továbbítják az elválasztáshoz szükséges töltetet. A puffer gyenge sav- és bázistartály biztosításával a pH-értéket is szűk tartományban tartja. Ez azért fontos, mert egy fehérje vagy nukleinsav szerkezete és töltése megváltozik, ha jelentős pH-változásnak vetik alá, megakadályozva ezzel a megfelelő elválasztást.
Tipikus pufferek
Különböző pufferek ideálisak az elektroforézis gél különböző kívánt pH-tartományokban történő fenntartására. A tudósok által e célra használt tipikus pufferek közé tartozik az ecetsav, a bórsav, a foszforsav és a citromsav, valamint a glicin és a taurin. Általában a pKa-értéknek (a sav disszociációs állandójának) közel kell lennie a szükséges pH-hoz. Előnyös, ha olyan pufferek vagyunk, amelyek alacsony töltési nagyságúak, hogy ne vezessenek túl nagy áramot.