Gelio elektroforezė yra technika, kai biologinės molekulės atskiriamos viena nuo kitos ir identifikuojamos atliekant biologinius tyrimus ar medicininę diagnostiką. Nuo pat jų kūrimo aštuntajame dešimtmetyje šie metodai buvo neįkainojami nustatant tyrimus dominančius genus (DNR) ir genų produktus (RNR ir baltymus). Pastaraisiais metais atsirado naujesnių metodų, kurie suteikia daugiau konkretumo ir išsamumo apie tai, kas vyksta gyvose sistemose. Nors tai neišstūmė elektroforezės metodų, o pažangios manipuliacijos gali išplėsti technikos gyvybingumą, svarbu suvokti, ką gelio elektroforezė gali ir ko negali.
Elektroforezė turi ribotą mėginių analizę
Elektroforezė būdinga bet kokiam audiniui, kurio mėginius paėmėte. Pavyzdžiui, jei ant skruosto tampono paleidžiate Southern blot (elektroforezės rūšis), jūs žiūrite į genus iš skruosto epitelio ląstelių ir niekur kitur jūsų kūne. Kartais tai gali būti naudinga, tačiau tyrėjus dažnai domina platesnis poveikis.
Tokie metodai kaip in situ hibridizacija (ISH) gali paimti audinio dalį ir analizuoti genų ekspresiją kiekviename mažame to mėginio plote. Taigi tyrėjai gali pažvelgti į kiekvieną smegenų sritį mėginyje su ISH, tuo tarpu elektroforezės metodai vienu metu gali apžvelgti tik kelias sritis.
Elektroforezės matavimai nėra tikslūs
Gelio elektroforezė gali veiksmingai atskirti panašius baltymus su skirtingu svoriu (tai yra technika, vadinama Western blotting). Jis gali juos tiksliau atskirti naudodamas 2d elektroforezės metodą; tai būdinga proteomikoje.
Deja, visi šios technikos matavimai geriausiu atveju yra pusiau kiekybiniai. Norint gauti tikslią baltymų masę (masę), baltymai išgryninami elektroforezės būdu, naudojant masės spektroskopiją. Be to, lyginant skirtingų molekulių santykinius kiekius, remiamasi skirtingų gelio dėmių juostos tankiu (tamsumu). Šis metodas turi tam tikrą klaidų laipsnį, o mėginiai paprastai atliekami kelis kartus, kad būtų gauti švarūs rezultatai.
Reikalingas didelis pradinis pavyzdys
Elektroforezė yra skirtingų biomolekulių išskyrimo ir vizualaus identifikavimo technika. Tai daroma perduodant elektrinę srovę per gelį, kad būtų galima atskirti skirtingo svorio įkrautas molekules. Jei jus dominanti molekulė nėra pakankamai paplitusi, jos juosta bus praktiškai nematoma ir ją bus sunku išmatuoti.
Prieš atliekant elektroforezę, DNR ir RNR gali būti šiek tiek sustiprintos, tačiau tai nėra praktiška daryti su baltymais. Todėl šiems tyrimams atlikti reikalingas didelis audinių mėginys. Tai gali apriboti technikos naudingumą, ypač atliekant medicininę analizę. Praktiškai neįmanoma atlikti elektroforezės su mėginiais iš vienos ląstelės; srauto citometrija ir imunohistochemija yra dažniau naudojamos baltymų išraiškai ląstelėse įvertinti. Technika, vadinama PGR, puikiai tiksliai nustato nedidelius RNR kiekius.
Vizualizuoti galima tik tam tikras molekules
Elektroforezė puikiai atskiria ir identifikuoja vidutinio ir didelio dydžio biomolekules. Tačiau daugelis molekulių, į kurias tyrėjai nori pažvelgti, yra mažesnės; maži hormonai, neuromediatoriai ir jonai negali būti matuojami elektroforeze. Taip yra dėl dviejų priežasčių: jie tinkamai nereaguoja su elektroforezės paruošimu (dažniausiai tai yra technika vadinamas SDS PAGE) ir, net jei taip ir padarytų, jie yra per maži, kad tinkamai atsiskirtų ir skubėtų iš apačios gelis. Šios molekulės matuojamos tokiais metodais kaip RIAA (radijo imuniniai tyrimai) ir ELISA (su fermentais susijęs imunosorbanto tyrimas).
Elektroforezė yra mažo pralaidumo
Gelio elektroforezė paprastai yra mažo pralaidumo, o tai reiškia, kad ji nesudaro duomenų ypač greitai. Kontrastinė elektroforezė, kai vienu metu galite pamatyti nedidelę saują RNR molekulių, naudodami PGR (polimerazės grandininę reakciją), kuri vienu metu gali įvertinti tūkstančius mėginių. Panašiai srauto citometrija gali atlikti tūkstančių atskirų ląstelių matavimus ir padaryti juos sudėtingus koreliacijos, tuo tarpu elektroforezė masiškai žiūri į ląsteles ir negali tokios puikios diskriminacijos. PGR ir srauto citometrija atitinkamai atspindi lygiagrečius ir nuoseklius procesus, ir abu jie gerokai pranoksta elektroforezės galimybes generuoti tyrimų duomenis.