L'elettroforesi è un modo per separare le molecole biologiche in un campo elettrico basato sul fatto che molecole diverse hanno diverse cariche elettriche naturali ad esse associate. Ciò fa sì che i diversi componenti di una sostanza si muovano a velocità diverse sotto l'influenza di un campo elettrico. Immagina di avere una raccolta di piccoli pezzi di metalli diversi su un vassoio e di posizionare un magnete a un'estremità del vassoio. I diversi pezzi di metallo (equivalenti alle "molecole") sarebbero attratti dal magnete in gradi diversi in base alle loro cariche specifiche. Questo è essenzialmente ciò che accade nell'elettroforesi, tranne per il fatto che le molecole non sono inizialmente separate.
Oggi sono in pratica vari tipi di elettroforesi.
Il principio dell'elettroforesi
Il motivo per cui l'elettroforesi funziona è dovuto a una delle equazioni fondamentali nella fisica dell'elettromagnetismo: la forza è uguale alla carica elettrica per l'intensità del campo in quel punto. Questo assume la forma:
F = qE
Dove F = forza, q = carica elettrica e E = intensità del campo elettrico.
Questa equazione implica che maggiore è la carica su una particella, maggiore è la forza che risulta dall'applicazione di un dato campo elettrico. Ciò significa che due particelle della stessa massa ma con cariche diverse si muoveranno a velocità diverse attraverso il campo. Inoltre, la velocità con cui si muove qualsiasi molecola carica dipende dal suo rapporto carica-massa. Insieme, queste proprietà e relazioni consentono agli scienziati di separare i componenti di biomolecole critiche, come gli acidi nucleici, nei loro componenti più piccoli.
Elettroforesi su gel
Sono in uso tre tipi principali di elettroforesi su gel. L'elettroforesi su gel di amido, che fa uso di granuli di fecola di patate, è una specie di reliquia. Nell'elettroforesi su gel di agarosio, come mezzo viene utilizzato un polisaccaride purificato a grande peso molecolare; questo è comunemente usato per grandi molecole di DNA. L'elettroforesi su gel di poliacrilammide è il tipo più comune perché è estremamente stabile e funziona su un'ampia gamma di concentrazioni di molecole.
Tipi di elettroforesi meno comunemente usati
L'elettroforesi su gel di qualche tipo è preferita nella maggior parte delle situazioni sperimentali. Altre modalità comuni includono elettroforesi ad alta risoluzione, elettroforesi capillare, isoelettrica focalizzazione, elettroforesi immunochimica, elettroforesi bidimensionale e campo pulsato elettroforesi.
Tipi di configurazioni dell'elettroforesi
La strumentazione dell'elettroforesi fa la differenza tanto quanto il mezzo specifico utilizzato. Ai vecchi tempi, l'elettroforesi limite era lo standard. In questa configurazione sperimentale, viene misurata la velocità di movimento dell'intero confine delle molecole in migrazione. Oggi, l'elettroforesi a zona è più comune, con molecole che migrano in diverse aree, o zone, su una piccola regione di carta. Questo è un approccio più mirato rispetto all'elettroforesi limite. Infine, l'elettroforesi su carta viene talvolta utilizzata per piccole molecole.