Wie die Elektrophorese funktioniert

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Autor: John Stephens
Erstelldatum: 1 Januar 2021
Aktualisierungsdatum: 20 November 2024
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Inhalt

Gelelektrophorese, oft auch als DNA-Elektrophorese oder einfach Elektrophorese bezeichnet, ist eine Technik, mit der DNA-Fragmente (und andere geladene Moleküle) nach ihrer Größe getrennt werden. Dies erfolgt typischerweise unter Verwendung von Agarosegel und elektrischer Ladung, um Fragmente voneinander zu trennen.


Diese Technik hat einige Anwendungen, einschließlich der Untersuchung von DNA, DNA-Fingersätzen, Kriminologie und verschiedenen medizinischen Anwendungen.

Was ist Gelelektrophorese?

Die Gelelektrophorese ist eine Technik, mit der Wissenschaftler geladene Moleküle nach Größe trennen können. Dies beinhaltet DNA, RNA und Proteine.

Denken Sie daran, dass DNA und RNA dank der negativ geladenen Sauerstoffmoleküle im Zucker-Phosphat-Rückgrat des Moleküls leicht negativ geladen sind. Proteine ​​können in Abhängigkeit von den Aminosäuren innerhalb der Polypeptidkette eine Reihe von Ladungen aufweisen.

Komponenten der Elektrophorese

Um eine Elektrophorese durchzuführen, muss zuerst das Gel hergestellt werden. Dies kann in fast jedem Labor durchgeführt werden. Agarosegele sind am häufigsten. Um das Gel herzustellen, wird Agarosepulver mit einem speziellen Puffer, genannt Elektrophoresepuffer, gemischt. Diese Mischung wird dann erhitzt, bis die Agarose gelöst und vollständig in der Pufferlösung gemischt ist.


Es ist zu beachten, dass einige Elektrophoreseprotokolle die Zugabe von Ethidiumbromid (Et-Br) erfordern. Dies färbt jede in der Elektrophorese verwendete DNA, damit Sie die Position der Fragmente unter UV-Licht betrachten können.

Formen des Gels

Dieses wird dann in eine rechteckige Form gegossen, die als Gelgießschale bezeichnet wird. Zusammen mit der Form, die das für die Elektrophorese verwendete rechteckige Gel erzeugt, wird ein Kamm an einem der Enden des Gels platziert. Dieser Kamm macht die Vertiefungen, in denen die Proben, die Sie durch Elektrophorese trennen möchten, geladen werden. Sie können hier ein Bild sehen.

Sobald das Gel ausgehärtet ist, wird der Vertiefungskamm entfernt und das Gel in einen speziellen Elektrophoresetank gegeben. Ein weiterer Puffer wird in den Tank gefüllt, bis eine leichte Schicht Puffer das Agarosegel vollständig bedeckt.

Dieser Tank erzeugt einen elektrischen Strom (im Bereich von 50 bis 150 V) durch die Pufferlösung und wiederum durch das Agarosegel. Die Vertiefungen des Agarosegels befinden sich am negativen Ende des Stroms (d. H Kathode) mit dem anderen Ende des Gels am positiven Ende des Stroms (dem Anode).


Wie funktioniert die Elektrophorese?

Bevor der elektrische Strom durch den Tank und das Gel fließt, werden Ihre Proben in die Vertiefungen geladen. Dies geschieht mit einer Mikropipette. Eine "Marker" -Probe, auch als DNA-Leiter bezeichnet, ist eine Probe mit bekannten DNA-Fragmentgrößen, mit deren Hilfe Sie Ihre Proben vergleichen und die Größe der zu testenden Probe nachvollziehen können.

Oft a Tracking-Farbstoff (auch Ladefarbstoff genannt) wird zu jeder Probe hinzugefügt, damit Sie die Probe leichter in die Vertiefungen laden können. Der Farbstoff hilft Ihnen auch, die Bewegung der Proben durch das Gel zu verfolgen.

Wie bewegen sich die Proben tatsächlich durch das Gel und trennen sich nach Größe? Es hat mit dem zu tun elektrischer Strom das läuft durch das Agarosegel zusammen mit dem Größe / Struktur der Fragmente und Agarosegel.

Ladung und Größe Bestimmen Sie die DNA-Banden

Denken Sie daran, dass die DNA-Ladung insgesamt ist Negativ . Wenn diese Proben also in Vertiefungen platziert werden, die nahe am negativen Ende des elektrischen Stroms liegen, bewegt sich die negativ geladene DNA weg von der Kathode (negative Ladung) und bewegen in Richtung der Anode (positive Ladung) am gegenüberliegenden Ende.

Neben dieser Bewegung der Proben trennt die Elektrophorese auch die Proben und Fragmente in diesen Proben nach Größe. Das ist weil kleinere Moleküle und Fragmente können bewege dich schneller und leichter durch das gel während größere Moleküle und Fragmente bewege dich langsamer. Dies bedeutet, dass sich kleine Fragmente schneller an das Ende des Gels bewegen als größere und folglich jedes Fragment nach Größe trennen.

Nachdem das Gel ungefähr eine Stunde lang laufen gelassen wurde (in den meisten Protokollen), wird die Ladung abgeschaltet und das Gel analysiert. Sie werden an verschiedenen Stellen entlang des Gels eine ausgeprägte rechteckige Bande sehen, die häufig als DNA-Bande oder Proteinbande bezeichnet wird. Jede Bande repräsentiert ein Fragment, das sich entlang des Gels bewegt hat.

Anwendungen und Anwendungen der Elektrophorese

Es gibt viele Anwendungen für die Elektrophorese im Labor. Hier sind nur einige: