החסרונות של ג'ל אלקטרופורזה

אלקטרופורזה ג'ל היא טכניקה שבה מולקולות ביולוגיות מופרדות זו מזו ומזוהות במחקר ביולוגי או באבחון רפואי. מאז התפתחותם בשנות השבעים, טכניקות אלה היו חשובות מאין כמותם בזיהוי גנים (DNA) ותוצרי גנים (RNA וחלבון) בעלי עניין מחקרי. בשנים האחרונות צצו טכניקות חדשות יותר שנותנות ספציפיות ופירוט רב יותר לגבי המתרחש במערכות החיים. אמנם אלה לא החליפו טכניקות אלקטרופורזה, ומניפולציות מתקדמות יכולות להרחיב את כדאיות הטכניקה, אך חשוב להבין מה אלקטרופורזה ג'ל יכולה לעשות ולא יכולה לעשות.

אלקטרופורזה היא ספציפית לכל רקמה שדגמתם. למשל, אם אתה מריח כתם דרומי (סוג של אלקטרופורזה) על גבי ספוגית לחיים, אתה מסתכל על גנים מתאי האפיתל של הלחי שלך ולא בשום מקום אחר בגופך. לעיתים זה יכול להועיל, אך חוקרים מעוניינים לעתים קרובות בהשפעות נרחבות יותר.

טכניקות כגון הכלאה באתרו (ISH) יכולות לקחת קטע של רקמות ולנתח ביטוי גנים בכל אזור קטן באותה דגימה. לפיכך, החוקרים יכולים להסתכל על כל אזור מוח במדגם עם ISH, ואילו טכניקות אלקטרופורזה יכולות להסתכל רק על כמה אזורים בו זמנית.

אלקטרופורזה של ג'ל יכולה להפריד ביעילות חלבונים דומים בעלי משקלים שונים (זו טכניקה הנקראת Western blotting). זה יכול להפריד ביניהם בצורה מדויקת יותר באמצעות טכניקה המכונה אלקטרופורזה דו-ממדית; זה נפוץ בפרוטאומיקה.

למרבה הצער, כל המדידות שנעשו בטכניקה זו הן כמותיות למחצה במקרה הטוב. על מנת להשיג את המסה (משקל) המדויקים של חלבונים, יש להשתמש בספקטרוסקופיית מסה לאחר שהחלבון טוהר על ידי אלקטרופורזה. יתר על כן, השוואת הכמויות היחסיות של מולקולות שונות מסתמכת על צפיפות הלהקה (חושך) של נקודות שונות בג'ל. לשיטה זו יש מידה מסוימת של שגיאות, ודוגמאות לרוב מופעלות מספר פעמים כדי להשיג תוצאות נקיות.

אלקטרופורזה היא טכניקה של בידוד וזיהוי חזותי של ביומולקולות שונות. זה נעשה על ידי העברת זרם חשמלי דרך הג'ל להפרדת מולקולות טעונות במשקלים שונים. אם המולקולה שאתה מעוניין בה אינה נפוצה מספיק, הלהקה שלה תהיה כמעט בלתי נראית וקשה למדידה.

ניתן להגביר DNA ו- RNA מעט לפני הפעלת אלקטרופורזה, אך אין זה מעשי לעשות זאת עם חלבונים. לכן, יש צורך בדגימת רקמה גדולה להפעלת מבחנים אלה. זה יכול להגביל את התועלת של הטכניקה, במיוחד בניתוחים רפואיים. זה כמעט בלתי אפשרי להפעיל אלקטרופורזה על דגימות מתא בודד; ציטומטריית זרימה ואימונוהיסטוכימיה משמשים בדרך כלל יותר להערכת תא ביטוי של חלבונים. טכניקה הנקראת PCR מצוינת במדידה מדויקת של כמויות זעירות של RNA.

אלקטרופורזה מצוינת בהפרדה וזיהוי ביומולקולות בינוניות עד גדולות. עם זאת, רבות מהמולקולות שחוקרים מבקשים להסתכל עליהן הן קטנות יותר; הורמונים קטנים, נוירוטרנסמיטרים ויונים אינם ניתנים למדידה באמצעות אלקטרופורזה. זאת משתי סיבות: הם אינם מגיבים כראוי עם הכנת האלקטרופורזה (בדרך כלל טכניקה נקרא SDS PAGE), ואפילו אם כן, הם קטנים מכדי להפריד כראוי והיו ממהרים לתחתית הג'ל. במקום זאת נמדדות מולקולות על ידי טכניקות כגון RIAAs (מבחני רדיו חיסוניים) ו- ELISAs (assay immunosorbant-linked).

אלקטרופורזה של ג'ל היא בדרך כלל תפוקה נמוכה, כלומר היא לא מייצרת נתונים באופן מהיר במיוחד. ניגוד אלקטרופורזה, שבה אתה יכול להסתכל על קומץ קטן של מולקולות RNA בכל פעם, עם PCR (תגובת שרשרת פולימראז), שיכולה להעריך בו זמנית אלפי דגימות. באופן דומה, ציטומטריית זרימה יכולה לבצע מדידות מאלפי תאים בודדים ולהפוך למורכבות מתאם, בעוד אלקטרופורזה מסתכלת על תאים בהמוניהם ולא יכולה לעשות כל כך טוב אפליה. PCR ו- cytometry flow מייצגים תהליכים מקבילים וסדרתיים באופן מאסיבי בהתאמה, ושניהם עולים בהרבה על יכולות האלקטרופורזה לייצר נתוני מחקר.