Trennung von biologischem Material nach Größe und Ladung

Gelelektrophorese

Die Elektrophorese ist eine weitverbreitete molekularbiologische Technik, die zur Trennung von biologischem Material aufgrund seiner Größe und/oder Ladung dient.

In einem Elektrophoreseversuch veranlasst ein elektrisches:

  • Feld negativ geladenes Material, durch eine faserige Gelmatrix (normalerweise ein Agarose-Gel für Nukleotide und ein Polyacrylamid-Gel für Proteine) zu einer positiv geladenen Kathode zu wandern. Die Geschwindigkeit, mit der die Nukleotidketten und Proteine durch die umliegende Gel-Matrix wandern, hängt von ihrem Molekulargewicht ab, und Forscher können anhand dieser Informationen spezifische Komponenten aufgrund ihrer Größe ermitteln.
  • enomforscher verwenden die Elektrophorese zur Trennung von DNA-Fragmenten nach Größe auf einem Agarose-Gel zwecks Klonierung oder Identifizierung. Proteomik-Forscher verwenden die Elektrophorese zur Trennung von Proteinen auf einem Poylacrylimid-Gel, um Proteine vor dem Färben oder Immunoblotting nach ihrer Molekulargewichtladung zu trennen.
  • Um zu verstehen, wie die Elektrophorese funktioniert, ist es hilfreich, sich ein Gel als eine Reihe von vertikal übereinander angeordneten Netzen und Proteinen und Nukleinsäuren als Objekte, die durch das Netz gezogen werden, vorzustellen.
  • Für größere Elemente ist es schwieriger, durch das Netz gezogen zu werden. Sie bleiben eher oben auf dem Haufen.

    Umgekehrt können kleinere Objekte durch die Löcher im Netz schlüpfen und sich schneller nach unten bewegen. Irgendwann wird es einen Objektverlauf von klein nach groß geben, der im Netz von unten nach oben verläuft.

    Die Entfernung, die ein spezifisches Objekt zurückgelegt hat hängt von der Größe des Objekts, der Dichte des Netzes und dem zum Ziehen des Objekts erforderlichen Kraftaufwands ab.

    Die Identifizierung von spezifischen Nukleotid- und Eiweiß-Komponenten in der Elektrophorese wird durch die Verwendung einer sorgfältig kontrollierten Reihe von Molekulargewichtsmarkern, umgangssprachlich „Leiter“ genannt, möglich. Durch einen Vergleich eines sichtbaren Proteins oder einer Nukleotidfrequenz auf einem Gel mit einer entsprechenden Leiterfrequenz auf demselben Gel kann ein Forscher die Größe und Identität eines bestimmten Produkts bestimmen. Ein Vergleich der Intensität der unbekannten Frequenz mit der des Molekulargewichtsmarkers gestattet dem Forscher auch, die Konzentration des Materials in seiner Probe anzugleichen.

    Molekulargewichtsstandards (Leiter) für Protein- und DNA-Elektrophorese
    kPlus ready-to-use DNA ladderBlueRay prestained protein ladder

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