Ulempene med gelelektroforese

Gelelektroforese er en teknikk der biologiske molekyler skilles fra hverandre og identifiseres i biologisk forskning eller medisinsk diagnostikk. Siden utviklingen på 1970-tallet har disse teknikkene vært uvurderlige for å identifisere gener (DNA) og genprodukter (RNA og protein) av forskningsinteresse. De siste årene har det dukket opp nyere teknikker som gir større spesifisitet og detaljer om hva som skjer i levende systemer. Selv om disse ikke har fortrengt elektroforeseteknikker, og avanserte manipulasjoner kan utvide levedyktigheten til teknikken, er det viktig å innse hva gelelektroforese kan og ikke kan gjøre.

Elektroforese er spesifikk for hvilket vev du har prøvetatt. Hvis du for eksempel kjører en Southern blot (en type elektroforese) på en kinnpinne, ser du på gener fra kinnets epitelceller og ingen andre steder i kroppen din. Noen ganger kan dette være gunstig, men forskere er ofte interessert i mer utbredte effekter.

Teknikker som in situ hybridisering (ISH) kan ta en del av vevet og analysere genekspresjon på hvert lite område av prøven. Dermed kan forskere se på hvert hjerneområde i en prøve med ISH, mens elektroforeseteknikker bare kan se på noen få områder om gangen.

Gelelektroforese kan effektivt skille lignende proteiner med forskjellige vekter (dette er en teknikk som kalles Western blotting). Det kan skille dem mer presist gjennom en teknikk kjent som 2d elektroforese; dette er vanlig i proteomikk.

Dessverre er alle målingene gjort fra denne teknikken i beste fall halvkvantitative. For å oppnå den nøyaktige massen (vekten) av proteiner, må massespektroskopi benyttes etter at proteinet er renset ved elektroforese. Videre er sammenligning av de relative mengdene av forskjellige molekyler avhengig av båndtettheten (mørket) for forskjellige flekker på gelen. Denne metoden har en viss grad av feil, og prøver kjøres vanligvis flere ganger for å få rene resultater.

Elektroforese er en teknikk for å isolere og visuelt identifisere forskjellige biomolekyler. Dette gjøres ved å føre en elektrisk strøm gjennom gelen for å skille ladede molekyler med forskjellige vekter. Hvis molekylet du er interessert i ikke er vanlig nok, vil båndet være praktisk talt usynlig og vanskelig å måle.

DNA og RNA kan forsterkes noe før du kjører elektroforese, men det er ikke praktisk å gjøre dette med proteiner. Derfor er det nødvendig med en stor vevsprøve for å kjøre disse analysene. Dette kan begrense nytteverdien av teknikken, spesielt i medisinsk analyse. Det er praktisk talt umulig å kjøre elektroforese på prøver fra en enkelt celle; flowcytometri og immunhistokjemi brukes oftere til å vurdere celle-for-celle-ekspresjon av proteiner. En teknikk som kalles PCR, er utmerket til å måle små mengder RNA.

Elektroforese er utmerket til å separere og identifisere mellomstore til store biomolekyler. Imidlertid er mange av molekylene som forskere ønsker å se på mindre; små hormoner, nevrotransmittere og ioner kan ikke måles ved elektroforese. Dette er av to grunner: De reagerer ikke ordentlig med elektroforesepreparatet (vanligvis en teknikk kalt SDS PAGE), og selv om de gjorde det, er de for små til å skille seg ordentlig og vil haste ut av bunnen av gelen. Disse molekylene blir i stedet målt ved teknikker som RIAAs (radioimmunoanalyser) og ELISAs (enzymbundet immunosorbantanalyse).

Gelelektroforese har generelt lav gjennomstrømning, noe som betyr at den ikke produserer data spesielt raskt. Kontrastelektroforese, der du kan se på en liten håndfull RNA-molekyler om gangen, med PCR (polymerasekjedereaksjon), som samtidig kan vurdere tusenvis av prøver. På samme måte kan flowcytometri ta målinger fra tusenvis av individuelle celler og gjøre komplekse korrelasjoner, mens elektroforese ser på celler i massevis og ikke kan bli så fin diskriminering. PCR og flowcytometri representerer henholdsvis massivt parallelle og serielle prosesser, og begge overgår langt evnen til elektroforese for å generere forskningsdata.