Gelelektrophorese wird verwendet, um Makromoleküle wie DNA, RNA und Proteine zu trennen. DNA-Fragmente werden nach ihrer Größe getrennt. Proteine können nach ihrer Größe und ihrer Ladung getrennt werden (verschiedene Proteine haben unterschiedliche Ladungen).
Wie werden DNA-Fragmente mittels Gelelektrophorese getrennt?
Eine Lösung von DNA-Molekülen in einem gel., Da jedes DNA-Molekül negativ geladen ist, kann es durch ein elektrisches Feld durch das Gel gezogen werden. Kleine DNA-Moleküle bewegen sich schneller durch das gel als größere DNA-Moleküle.
Das Ergebnis ist eine Reihe von „Bändern“, wobei jedes Band DNA-Moleküle einer bestimmten Größe enthält. Die Bänder, die am weitesten vom Beginn des Gels entfernt sind, enthalten die kleinsten DNA-Fragmente. Die Bänder, die dem Beginn des Gels am nächsten sind, enthalten die größten DNA-Fragmente.,
Wann wird Gelelektrophorese verwendet, um DNA-Fragmente zu trennen?
Die Gelelektrophorese kann für eine Reihe von Zwecken verwendet werden, zum Beispiel:
- Um einen DNA-Fingerabdruck für forensische Zwecke zu erhalten
- Um einen DNA-Fingerabdruck für Vaterschaftstests zu erhalten
- Um einen DNA-Fingerabdruck zu erhalten, damit Sie nach evolutionären Beziehungen zwischen Organismen suchen können
- Um eine PCR-Reaktion zu überprüfen.,
Siehe den Videoclip: Verwendung der Gelelektrophorese zur Überprüfung einer PCR-Reaktion - Zum Testen auf Gene, die mit einer bestimmten Krankheit assoziiert sind.
Erfahren Sie mehr in dem Artikel kann Gelelektrophorese verwendet werden, um Gene zu finden, die mit einer Krankheit assoziiert sind.
Wann wird Gelelektrophorese verwendet, um Proteine zu trennen?
Dank TV-Shows wie CSI sind viele Menschen mit der Verwendung von Gelelektrophorese vertraut, um Makromoleküle wie DNA zu trennen. Die Gelelektrophorese kann jedoch auch zur Trennung von Proteinen verwendet werden.,
Verschiedene Proteine haben unterschiedliche Größen, hauptsächlich aufgrund der Anzahl der Aminosäurebausteine in ihrer Struktur. Chemische Modifikationen, die an das Protein gebunden sind, beeinflussen auch seine Größe. Verschiedene Proteine haben auch unterschiedliche Ladungen. Dies kann sowohl aus den Arten von Aminosäuren resultieren, die zum Aufbau verwendet werden, als auch aus den Arten von Modifikationen, die mit ihnen verbunden sind.
Verschiedene Arten von Elektrophoresegelen werden verwendet, um verschiedene Arten von Informationen bereitzustellen. Die Art des Gels, das Sie wählen, hängt daher von der Art der Frage ab, die Sie stellen.,
Größentrennung
Typischerweise werden Gele aus Polyacrylamid verwendet, um Proteine auf der Grundlage ihrer verschiedenen Größen zu trennen. Normalerweise werden die Proteine zuerst mit Wärme und einer Chemikalie namens SDS behandelt, um das Protein zu entwirren. SDS ist ein Reinigungsmittel, das allen Proteinen die gleiche negative Gesamtladung gibt, so dass bei einem elektrischen Strom auf das Gel die Trennung nur auf die Größe des Proteins zurückzuführen ist. Diese Technik wird als SDS-PAGE (SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese) bezeichnet.,
Kleine Proteinmoleküle bewegen sich schneller durch das Gel als größere Proteine, was zu einer Reihe von „Bändern“ führt. Jedes Band enthält ein Protein einer bestimmten Größe. Diese können mit Standards bekannter Größen verglichen werden.
Ein SDS-PAGE-Gel wurde verwendet, um Proteine anhand der Größe zu trennen. Die Proben sind das Blut verschiedener Haiarten. Die erste Spur enthält Markierungen bekannter Größe. Große Proteine befinden sich oben im Gel und kleine Proteine unten.,
Diese Technik kann für viele Zwecke verwendet werden, einschließlich der Reinigung eines bestimmten Proteins, beispielsweise zur Isolierung eines Enzyms für die Lebensmittelindustrie.
Ladungs-und pH-Trennung
Isoelektrische Fokussierung (IEF) und Agarosegelelektrophorese sind zwei Möglichkeiten, wie Proteine durch ihre unterschiedlichen elektrischen Ladungen getrennt werden können. Im Gegensatz zu SDS-PAGE werden die Proteine normalerweise in ihrem nativen (gefalteten) Zustand gehalten. Die Art des verwendeten Gels und die Lösung um das Gel herum sind ebenfalls unterschiedlich.
Bei der Agarosegelelektrophorese werden Proteine in die Mitte des Brunnens geladen., Diejenigen mit einer starken negativen Ladung bewegen sich am schnellsten in Richtung der positiven Seite des Gels, während sich positiv geladene Proteine in die entgegengesetzte Richtung bewegen.
Diese Technik kann verwendet werden, um Proteine zu trennen, die das gleiche Molekulargewicht, aber unterschiedliche Ladungen haben, oder wenn die Größe nicht wichtig ist (z. B. um Veränderungen in der Anwesenheit von verschiedenen Proteinen während der Entwicklung einer Krankheit zu betrachten).,
Zweidimensionale Elektrophorese
Heutzutage werden Ladungs-(IEF) und Größentrennung (SDS-PAGE) häufig zusammen in der zweidimensionalen Elektrophorese verwendet, wo zuerst Ladungstrennung verwendet wird, und dann werden diese getrennten Proteine auf der Grundlage der Größe getrennt.
Dies ist eine sehr effektive Methode zur Identifizierung eines bestimmten Proteins aus einem Gewebe, das Tausende von Proteinen enthalten kann und in dem es nur geringe Unterschiede zwischen Kontroll-und behandelten Proben geben kann (z. B. um nach einem Protein zu suchen, das an der Resistenz gegen Insektenraubtiere in Pflanzen beteiligt ist).