Gelelektroforese is een techniek waarmee DNA kan worden geanalyseerd op het niveau van de samenstellende moleculen. Bij deze DNA-visualisatiemethode worden monsters op een agarosegelmedium geplaatst en wordt een elektrisch veld op de gel aangebracht. Hierdoor migreren DNA-fragmenten met verschillende snelheden door de gel in overeenstemming met hun elektrochemische eigenschappen.
Ethidiumbromide
Voor deze visualisatietechniek wordt ethidiumbromide gemengd met agarosepoeder, EDTA-buffer en water om de gelmatrix te vormen vóór elektroforese. Als resultaat worden de ethidiumbromidemoleculen uniform door de matrix gedispergeerd. Zodra de putjes van de gel zijn gevuld met hun respectievelijke DNA-monsters en volgkleurstoffen, wordt spanning toegepast om de grote, polaire verbindingen langzaam over de matrix te trekken.
Tijdens deze beweging binden de basen van de DNA-moleculen zich tijdelijk aan de deeltjes dankzij de ethidiumbromidelading en slepen ze mee. Tegen de tijd dat de gelelektroforese is voltooid, heeft elk DNA-molecuul een aanzienlijke hoeveelheid ethidiumbromide opgenomen.
In aanwezigheid van ultraviolet licht vertoont ethidiumbromide fluorescentie. Technici schijnen een speciaal gekalibreerd UV-licht over de gel terwijl een machine het beeld van de gloeiende fragmenten vastlegt.
Methyleenblauw
Als een UV-transilluminator niet beschikbaar of praktisch is, kunnen technici DNA onder normale omstandigheden zichtbaar maken door de afgewerkte agarosegel, met daarin geëlektroforetiseerd DNA, een nacht in een oplossing van methyleenblauw te weken.
Een chloridezout met een aanzienlijk hydrofoob anion, methyleenblauw-moleculen dringen door de gehele gelmatrix. De waterstofbinding door het hele DNA zorgt er echter voor dat de kleurstofmoleculen zich ophopen. Deze verhoogde DNA-vlekdichtheid levert een diepere blauwtint op, zichtbaar voor het blote oog.
Kleurstoffen volgen
Naast de relatieve grootte van de DNA-banden, kunnen technici de absolute grootte (in basenparen) van elk fragment meten met behulp van chemicaliën die tracking-kleurstoffen worden genoemd. Zichtbaar zonder toevoeging van methyleenblauw of ethidiumbromide, bewegen volgkleurstoffen zoals broomfenolblauw en xyleencyaan over de aragosegelmatrices tijdens elektroforese met dezelfde snelheid als DNA-fragmenten bestaande uit 300 nucleotiden en 4.000 nucleotiden, respectievelijk. Bij elektroforese reizen massievere DNA-fragmenten met een lagere snelheid door de gelmatrix dan kleinere fragmenten. Daarom, hoewel tracking-kleurstoffen de zichtbaarheid van DNA-fragmenten niet direct beïnvloeden, wordt de positie van een DNA-fragment vergeleken in de gel naar de positie van deze kleurstoffen stellen technici in staat om het geschatte aantal nucleotiden van het DNA-fragment te "zien" bevat.