I biochimici e i biologi molecolari usano l'elettroforesi per separare macromolecole come proteine e acidi nucleici. Ciò consente agli scienziati di isolare e analizzare singole proteine o sequenze di acidi nucleici in una miscela complessa. Un tipico esempio di elettroforesi in laboratorio è un microbiologo che utilizza la reazione a catena della polimerasi (PCR) per separare i frammenti di DNA prodotti in una comunità microbica. Indipendentemente dallo scopo, l'elettroforesi richiede sempre l'uso di una soluzione tampone.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
L'elettroforesi separa le macromolecole come le proteine e gli acidi nucleici per dimensione, carica e altre proprietà. Per l'elettroforesi che separa per carica, gli scienziati usano il tampone per trasmettere quella carica attraverso il gel. Il tampone mantiene anche il gel a un pH stabile, riducendo al minimo i cambiamenti che potrebbero verificarsi nella proteina o nell'acido nucleico se sottoposti a pH instabile.
Principi di elettroforesi
L'elettroforesi separa le molecole lungo un gradiente in base alla loro dimensione, carica o altre proprietà. Tale gradiente può essere un campo elettrico o, nel caso della Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE), un denaturante come una miscela di urea e formammide. Le proteine migreranno verso l'anodo se caricate negativamente e verso il catodo se caricate positivamente. Poiché le molecole più grandi migrano più lentamente delle molecole più piccole, gli scienziati possono misurare la distanza percorsa e utilizzare i logaritmi per determinare la dimensione dei frammenti.
Elettroforesi su gel a gradiente denaturante
Con DGGE, il DNA si muove lungo un gradiente di crescente potere denaturante fino a quando il potere è sufficiente per denaturare, o dispiegare, quel particolare frammento di DNA interamente. A questo punto, la migrazione si interrompe. Gli scienziati possono utilizzare questo metodo per separare i frammenti in base alla loro suscettibilità individuale alla denaturazione.
Cosa fa il Buffer
Nel caso dell'elettroforesi che separa in base alla carica, gli ioni nel tampone trasmettono la carica necessaria per la separazione. Il tampone, fornendo un serbatoio di acido e base deboli, mantiene anche il pH entro un intervallo ristretto. Questo è importante perché la struttura e la carica di una proteina o di un acido nucleico cambierà se sottoposta a significative variazioni di pH, impedendo così una corretta separazione.
Buffer tipici
Tamponi diversi sono ideali per mantenere il gel per elettroforesi a diversi intervalli di pH desiderati. I tipici tamponi utilizzati dagli scienziati a questo scopo includono acido acetico, acido borico, acido fosforico e acido citrico, nonché glicina e taurina. Generalmente, il valore pKa (costante di dissociazione acida) dovrebbe essere vicino al pH richiesto. È preferibile a noi buffer che forniscono una bassa magnitudo di carica in modo da non condurre troppa corrente.