כיצד מדמיינים DNA באמצעות ג'ל אלקטרופורזה?

אלקטרופורזה ג'ל הינה טכניקה המאפשרת ניתוח DNA ברמת המולקולות המרכיבות אותו. בשיטת הדמיית DNA זו, דגימות מונחות על מדיום ג'ל agarose ושדה חשמלי מוחל על הג'ל. זה גורם לשברי DNA לנדוד דרך הג'ל בקצב שונה בהתאם לתכונותיהם האלקטרוכימיות.

לטכניקת הדמיה זו, אתידיום ברומיד מעורבב עם אבקת agarose, חיץ EDTA ומים ליצירת מטריצת הג'ל לפני אלקטרופורזה. כתוצאה מכך, מולקולות האתידיום ברומיד מתפזרות באופן אחיד בכל המטריצה. לאחר שבארות הג'ל התמלאו בדגימות הדנ"א בהתאמה ובצבעי המעקב שלהן, מוחל מתח כדי לצייר לאט את התרכובות הקוטביות הגדולות על פני המטריצה.

במהלך תנועה זו, בסיסי מולקולות ה- DNA נקשרים זמנית לחלקיקים בזכות מטען האתידיום ברומיד וגוררים אותם לאורך. עד לסיום אלקטרופורזה ג'ל, כל מולקולת DNA הצטברה בכמות משמעותית של אתידיום ברומיד.

בנוכחות אור אולטרה סגול, אתידיום ברומיד מציג פלואורסצנטי. טכנאים מאירים אור UV מכויל במיוחד על פני הג'ל בזמן שמכונה מצלמת את תמונת השברים הזוהרים.

אם תמרן אור UV אינו זמין או מעשי, טכנאים יכולים להפוך את ה- DNA לגלוי במצב רגיל על ידי השריית ג'ל אגרוז סיים, עם DNA אלקטרופורז בפנים, בתמיסה של כחול מתילן בן לילה.

מלח כלוריד עם אניון הידרופובי משמעותי, מולקולות כחולות מתילן חודרות לכל מטריצת הג'ל. עם זאת, קשירת המימן בכל ה- DNA גורמת למולקולות הכתם להצטבר. צפיפות כתם DNA מוגברת זו מניבה גוון כחול עמוק יותר, הנראה לעין בלתי מזוינת.

מעבר לגודל היחסי של רצועות ה- DNA, טכנאים יכולים למדוד את הגודל המוחלט (בזוגי בסיס) של כל שבר באמצעות כימיקלים הנקראים צבעי מעקב. גלוי ללא תוספת של מתילן כחול או אתידיום ברומיד, צבעי מעקב כגון כחול ברומופנול וציאנול קסילן נעים על פני מטריצות ג'ל של אראגוז במהלך אלקטרופורזה באותה מהירות כמו שברי DNA המורכבים מ -300 נוקלאוטידים ו -4,000 נוקלאוטידים, בהתאמה. באלקטרופורזה, שברי DNA מסיביים יותר עוברים על פני מטריצת הג'ל במהירות איטית יותר משברים קטנים יותר. לכן, בעוד צבעי מעקב אינם משפיעים ישירות על נראותם של שברי ה- DNA, תוך השוואה בין המיקום של קטע DNA בג'ל למצב של צבעים אלה מאפשרים לטכנאים "לראות" את המספר המשוער של הנוקליאוטידים את שבר ה- DNA מכיל.