Gelová elektroforéza
Gelová elektroforéza je technika používaná k separaci směsí, například DNA a proteinů. Separace je založena na tom, jak kladně nebo záporně je molekula nabitá a jaká je její velikost. Gelová elektroforéza používá gel (jako je želatina), přes který se přenáší elektrické pole.
Slovo elektroforéza pochází ze slov -elektro, protože se používá elektrické pole, a -foréza, což znamená pohyb.
Přístroj pro gelovou elektroforézu . Směs se umístí do jamky. Gel je držen pomocí destiček. Elektrické pole způsobí, že gel má na opačných koncích kladnou a zápornou stranu.
Gel
Gel je tvořen velkými a rozvětvenými molekulami, které se nazývají polymery. Množství větví v gelu určuje, jak snadno se molekuly mohou protlačit v závislosti na jejich velikosti.
Pokud je zde hodně větví, malé molekuly jimi procházejí snadno, zatímco velké molekuly jimi procházejí pomalu nebo vůbec. Pokud je větví málo, mohou velké i malé molekuly procházet snadněji.
Náboj na molekule
Pokud má velká molekula velký náboj, je její přitažlivost k opačnému náboji také velká. Protože je však molekula velká, bude mít problém projít hustým gelem. Při gelové elektroforéze se velké molekuly budou pohybovat pomaleji.
Malá nabitá molekula se v gelu pohybuje snadněji. Kratší molekuly se pohybují rychleji a dále než delší, protože kratší molekuly se snadněji dostanou přes póry gelu. Tento jev se nazývá sítování.
Pokud molekula nemá žádný náboj, nepohybuje se.
Blok gelu viditelný pod ultrafialovou (UV) lampou. Pruhy jsou zbarveny červeně
Vizualizace
Po spuštění gelu elektrickým polem se můžete podívat, kam se molekuly přesunuly. Za tímto účelem lze na gel nanést různá barviva: díky tomu je možné molekuly vidět. Díky barvivu se místa, kam se molekuly přesunuly, zobrazí jako barevné proužky. Barviva, která se používají k pozorování proteinů, jako je například Coomassieho modř, lze často vidět lidským okem při běžném světle. Barviva, která se používají k prohlížení DNA, jako je ethidium bromid a GelGreen, lze vidět pouze pomocí ultrafialové lampy.
Aplikace
Separace DNA
Gelová elektroforéza je nejčastěji používanou technikou pro studium DNA. DNA je velmi velká molekula, která obsahuje genetickou informaci. DNA lze rozdělit na menší kousky různých velikostí a tyto kousky se pak oddělují pomocí gelové elektroforézy. DNA má vždy záporný náboj a pohybuje se směrem k anodě.
Bílkoviny jsou velké a složité molekuly složené z aminokyselin. Proteiny lze studovat pomocí gelové elektroforézy dvěma způsoby. Jedním způsobem je vzít směs proteinů a oddělit je v gelu. Druhým způsobem je rozdělit jednu bílkovinu na menší části. Tyto menší kousky pak lze v gelu oddělit. Proteiny mohou být kladně nebo záporně nabité. Chcete-li oddělit bílkoviny pouze podle velikosti, lze směsi bílkovin před vložením směsi do gelu obalit chemickou látkou zvanou dodecylsulfát sodný (SDS), která dodá všem bílkovinám záporný náboj.
Léky
V medicíně existuje speciální typ elektroforézy, který se nazývá iontoforéza. Ionoforéza využívá stejnou myšlenku gelové elektroforézy k dodávání léčiv do lidského těla přes kůži bez použití jehel k injekčnímu podání léčiva.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to gelová elektroforéza?
A: Gelová elektroforéza je technika používaná k oddělení směsí, jako je DNA a bílkoviny, na základě jejich náboje a velikosti.
Otázka: Jak gelová elektroforéza funguje?
Odpověď: Do gelu se přivádí elektrické pole a molekuly jím migrují na základě svého náboje a velikosti, což vede k oddělení směsi.
Otázka: Co znamená termín elektroforéza?
Odpověď: Slovo elektroforéza pochází ze slov electro, což znamená elektrické pole, a -phoresis, což znamená pohyb.
Otázka: Jaké typy molekul se oddělují pomocí gelové elektroforézy?
Odpověď: Pomocí gelové elektroforézy se běžně oddělují směsi DNA a proteinů.
Otázka: Jakou roli hraje gel při gelové elektroforéze?
Odpověď: Gel poskytuje prostředí, ve kterém mohou molekuly migrovat na základě svého náboje a velikosti.
Otázka: Jak se provádí separace pomocí gelové elektroforézy?
Odpověď: Separace se dosahuje působením elektrického pole na gel, které způsobuje migraci molekul skrz gel a jejich oddělení na základě jejich náboje a velikosti.
Otázka: Proč je gelová elektroforéza užitečná?
Odpověď: Gelová elektroforéza je užitečná pro separaci a analýzu směsí DNA a proteinů, což umožňuje vědcům lépe porozumět biologickým procesům a diagnostikovat nemoci.
