Quando si tratta di misurare la lunghezza dei frammenti di DNA, che sono molto più piccoli delle cellule, i microbiologi hanno bisogno di un trucco e il più conveniente è l'elettroforesi su gel. Questo metodo si basa sul fatto che i frammenti di DNA sono carichi, ed è un'alternativa ai più costosi metodi, come la cristallografia a raggi X, che fu responsabile della scoperta della struttura a doppia elica di DNA.
Come funziona l'elettroforesi su gel
Poiché le molecole di DNA sono cariche, sono influenzate da una corrente elettrica. Quando li metti in un gel neutro e metti una corrente attraverso il gel, le molecole migrano verso l'elettrodo positivo (anodo). Poiché le molecole di DNA di dimensioni diverse portano la stessa carica, quelle più piccole viaggiano più velocemente, quindi questo processo separa le molecole in bande che possono essere confrontate con campioni di dimensioni note.
Una procedura di elettroforesi di base
Il gel è solitamente costituito da agarosio, un polisaccaride che, riscaldato in una soluzione tampone, forma un gel semisolido e leggermente poroso. Ad un'estremità, il gel forma minuscole rientranze chiamate pozzetti in cui il ricercatore posiziona i campioni di DNA oggetto di studio, insieme a campioni di riferimento di lunghezza nota, chiamati scala del DNA. Le lunghezze dei frammenti ladder sono state predeterminate con un altro metodo, come la cristallografia a raggi X.
Quando il gel è immerso in una soluzione conduttiva e viene applicata la tensione, i frammenti iniziano a migrare attraverso il gel, prima quelli più piccoli e poi quelli più grandi e più lenti. Alla fine si formano in bande spettrali in base alle dimensioni.
Una volta che ciò si verifica, il ricercatore spegne l'alimentazione, infonde il gel con un colorante che lega il DVA ed esamina i campioni alla luce ultravioletta. Usando la scala come riferimento, il ricercatore può determinare la dimensione di ciascuno dei frammenti in una banda visibile. Sono visibili solo le bande: i singoli frammenti di DNA sono troppo piccoli per essere visti.
Determinazione della lunghezza dei frammenti sconosciuti
È probabile che non tutte le bande di un campione si accoppino con una banda sulla scala, quindi per determinare le dimensioni di questi frammenti sconosciuti, gli scienziati di solito tracciano un grafico. Sull'asse x è la distanza percorsa da ciascuna banda nella scala in millimetri, mentre sull'asse y è la dimensione di ciascuna banda. Quando i punti sono collegati da una curva, la dimensione di qualsiasi banda può essere estrapolata dalla curva dopo aver misurato la distanza percorsa da quella banda in millimetri.