Биохимики и молекулярные биологи используют электрофорез для разделения макромолекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты. Это позволяет ученым выделять и анализировать отдельные белки или последовательности нуклеиновых кислот в сложной смеси. Типичным примером электрофореза в лаборатории является микробиолог, использующий полимеразную цепную реакцию (ПЦР) для разделения фрагментов ДНК, производимых микробным сообществом. Независимо от цели электрофорез всегда требует использования буферного раствора.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Электрофорез разделяет макромолекулы, такие как белок и нуклеиновые кислоты, по размеру, заряду и другим свойствам. Для электрофореза, который разделяет по заряду, ученые используют буфер для передачи этого заряда через гель. Буфер также поддерживает стабильный pH геля, сводя к минимуму изменения, которые могут произойти в белке или нуклеиновой кислоте при воздействии нестабильного pH.
Принципы электрофореза
Электрофорез разделяет молекулы по градиенту в зависимости от их размера, заряда или других свойств. Этот градиент может быть электрическим полем или, в случае денатурирующего градиентного гель-электрофореза (DGGE), денатурирующим агентом, таким как смесь мочевины и формамида. Белки будут мигрировать к аноду, если он заряжен отрицательно, и к катоду, если он заряжен положительно. Поскольку более крупные молекулы мигрируют медленнее, чем молекулы меньшего размера, ученые могут измерить пройденное расстояние и использовать логарифмы для определения размера фрагментов.
Денатурирующий градиентный гель-электрофорез
С DGGE ДНК движется по градиенту возрастающей денатурирующей способности до тех пор, пока мощность не станет достаточной для денатурирования или полного раскрытия этого конкретного фрагмента ДНК. На этом миграция останавливается. Ученые могут использовать этот метод для разделения фрагментов на основе их индивидуальной чувствительности к денатурированию.
Что делает буфер
В случае электрофореза, который разделяет на основе заряда, ионы в буфере передают заряд, необходимый для разделения. Буфер, предоставляя резервуар для слабой кислоты и основания, также поддерживает pH в узком диапазоне. Это важно, потому что структура и заряд белка или нуклеиновой кислоты изменятся при значительном изменении pH, что препятствует надлежащему разделению.
Типичные буферы
Различные буферы идеально подходят для поддержания геля для электрофореза в различных желаемых диапазонах pH. Типичные буферы, используемые учеными для этой цели, включают уксусную кислоту, борную кислоту, фосфорную кислоту и лимонную кислоту, а также глицин и таурин. Как правило, значение pKa (константа диссоциации кислоты) должно быть близко к требуемому pH. Нам предпочтительнее буферы, которые обеспечивают низкую величину заряда, чтобы не проводить слишком большой ток.