Gélová elektroforéza je technika, pri ktorej sú biologické molekuly navzájom oddelené a identifikované v biologickom výskume alebo v lekárskej diagnostike. Od svojho vývoja v 70. rokoch boli tieto techniky neoceniteľné pri identifikácii génov (DNA) a génových produktov (RNA a proteínov), ktoré sú predmetom výskumného záujmu. V posledných rokoch sa objavili novšie techniky, ktoré poskytujú väčšiu konkrétnosť a podrobnosti o tom, čo sa deje v živých systémoch. Aj keď tieto nenahradili techniky elektroforézy a pokročilé manipulácie môžu rozšíriť životaschopnosť techniky, je potrebné si uvedomiť, čo gélová elektroforéza môže a čo nemôže robiť.
Elektroforéza má obmedzenú analýzu vzoriek
Elektroforéza je špecifická pre akékoľvek tkanivo, z ktorého ste odobrali vzorku. Napríklad, ak spustíte Southern blot (typ elektroforézy) na lícny tampón, pozeráte sa na gény z epiteliálnych buniek tváre a nikde inde v tele. Niekedy to môže byť prospešné, ale vedci sa často zaujímajú o rozsiahlejšie účinky.
Techniky, ako je hybridizácia in situ (ISH), môžu odobrať časť tkaniva a analyzovať génovú expresiu v každej malej oblasti tejto vzorky. Vedci sa tak môžu pozrieť na každú oblasť mozgu vo vzorke pomocou ISH, zatiaľ čo techniky elektroforézy sa môžu pozerať iba na niekoľko oblastí naraz.
Merania elektroforézy nie sú presné
Gélová elektroforéza môže účinne separovať podobné proteíny s rôznou hmotnosťou (jedná sa o techniku nazývanú Western blot). Môže ich presnejšie oddeliť technikou známou ako 2d elektroforéza; to je bežné v proteomike.
Bohužiaľ, všetky merania vykonané touto technikou sú v najlepšom prípade semikvantitatívne. Na získanie presnej hmotnosti (hmotnosti) proteínov sa musí po vyčistení proteínu elektroforézou použiť hmotnostná spektroskopia. Ďalej porovnanie relatívnych množstiev rôznych molekúl závisí od hustoty pásu (tmavosti) rôznych škvŕn na géli. Táto metóda obsahuje určitý stupeň chyby a na získanie čistých výsledkov sa vzorky zvyčajne spúšťajú viackrát.
Vyžaduje sa podstatná počiatočná vzorka
Elektroforéza je technika izolácie a vizuálnej identifikácie rôznych biomolekúl. To sa deje prechodom elektrického prúdu cez gél, aby sa oddelili nabité molekuly rôznej hmotnosti. Ak molekula, o ktorú sa zaujímate, nie je dosť bežná, jej pás bude prakticky neviditeľný a ťažko sa meria.
DNA a RNA môžu byť pred uskutočnením elektroforézy trochu amplifikované, ale nie je praktické to robiť pomocou proteínov. Preto je na uskutočnenie týchto testov potrebná veľká vzorka tkaniva. To môže obmedziť užitočnosť techniky, najmä pri lekárskych analýzach. Je prakticky nemožné vykonať elektroforézu na vzorkách z jedného článku; prietoková cytometria a imunohistochémia sa bežnejšie používajú na hodnotenie expresie proteínov po bunkách. Technika zvaná PCR je vynikajúca na presné meranie malého množstva RNA.
Vizualizovať sa dajú iba niektoré molekuly
Elektroforéza je vynikajúca pri separácii a identifikácii stredných až veľkých biomolekúl. Mnoho molekúl, na ktoré sa vedci chcú pozrieť, je však menších; malé hormóny, neurotransmitery a ióny nie je možné merať elektroforézou. Je to z dvoch dôvodov: nereagujú správne s prípravou elektroforézy (zvyčajne ide o techniku SDS PAGE) a ak by aj boli, sú príliš malé na to, aby sa správne oddelili, a vybiehali by dnu gél. Tieto molekuly sa namiesto toho merajú technikami, ako sú RIAAs (rádioimunotesty) a ELISAs (enzýmovo viazaný imunosorbantový test).
Elektroforéza je nízka priepustnosť
Gélová elektroforéza má všeobecne nízku priepustnosť, čo znamená, že neprodukuje údaje zvlášť rýchlo. Kontrastná elektroforéza, pri ktorej sa môžete pozrieť na malú hrsť molekúl RNA naraz, pomocou PCR (polymerázová reťazová reakcia), ktorá dokáže súčasne vyhodnotiť tisíce vzoriek. Podobne môže prietoková cytometria vykonávať merania z tisícov jednotlivých buniek a robiť ich komplexnými korelácie, zatiaľ čo elektroforéza sa na bunky pozerá hromadne a nedokáže také jemné diskriminácia. PCR a prietoková cytometria predstavujú masívne paralelné a sériové procesy a obe výrazne prekonávajú možnosti elektroforézy generovať výskumné údaje.