Geelielektroforeesi
Geelielektroforeesi on tekniikka, jota käytetään DNA:n ja proteiinien kaltaisten seosten erottamiseen. Erottelu perustuu siihen, kuinka positiivisesti tai negatiivisesti varautunut molekyyli on, ja sen kokoon. Geelielektroforeesissa käytetään geeliä (kuten gelatiinia) ja geelin läpi johdetaan sähkökenttä.
Sana elektroforeesi tulee sanoista -electro, koska käytetään sähkökenttää, ja -phoresis, joka tarkoittaa liikettä.
Geelielektroforeesilaite . Seos asetetaan kuoppaan. Geeliä pidetään kiinni levyillä. Sähkökenttä saa aikaan sen, että geelissä on positiivinen ja negatiivinen puoli vastakkaisissa päissä...
Gel
Geeli koostuu suurista ja haarautuneista molekyyleistä, joita kutsutaan polymeereiksi. Haarojen määrä geelissä määrää, kuinka helposti molekyylit mahtuvat puristumaan sen läpi, riippuen niiden koosta.
Jos haaroja on paljon, pienet molekyylit pääsevät helposti läpi, kun taas suuret molekyylit liikkuvat hitaasti tai eivät ollenkaan. Jos haaroja on vähän, sekä suuret että pienet molekyylit voivat liikkua helpommin.
Molekyylin varaus
Jos suurella molekyylillä on suuri varaus, sen vetovoima vastakkaiseen varaukseen on myös suuri. Mutta koska molekyyli on suuri, sen on vaikea liikkua paksun geelin läpi. Geelielektroforeesissa suuret molekyylit liikkuvat hitaammin.
Pieni varattu molekyyli liikkuu geelin läpi helpommin. Lyhyemmät molekyylit liikkuvat nopeammin ja kauemmas kuin pidemmät, koska lyhyemmät molekyylit pääsevät helpommin geelin huokosten läpi. Tätä ilmiötä kutsutaan siivilöinniksi.
Jos molekyylillä ei ole varausta, se ei liiku.
Ultraviolettilampun (UV) alla näkyvä geelilohko. Kaistaleet on värjätty punaisiksi
Visualisointi
Kun geeli on ajettu sähkökentän avulla, voit katsoa, mihin molekyylit ovat siirtyneet. Tätä varten geeliin voidaan levittää erilaisia väriaineita: näin molekyylit voidaan nähdä. Värjäys saa paikat, joihin molekyylit ovat siirtyneet, näkymään värillisinä kaistaleina. Proteiinien tarkasteluun käytettävät väriaineet, kuten Coomassie-sininen, näkyvät usein ihmissilmällä tavallisessa valossa. DNA:n tarkasteluun käytettävät väriaineet, kuten etidiumbromidi ja GelGreen, voidaan nähdä vain ultraviolettilampun avulla.
Sovellukset
DNA:n erottelu
Geelielektroforeesi on yleisimmin käytetty tekniikka DNA:n tutkimiseen. DNA on hyvin suuri molekyyli, joka sisältää geneettistä tietoa. DNA voidaan pilkkoa pienemmiksi erikokoisiksi paloiksi, jotka erotetaan toisistaan geelielektroforeesin avulla. DNA:lla on aina negatiivinen varaus, ja se liikkuu kohti anodia.
Proteiinit ovat suuria ja monimutkaisia molekyylejä, jotka koostuvat aminohapoista. Proteiineja voidaan tutkia geelielektroforeesilla kahdella tavalla. Yksi tapa on ottaa proteiinien seos ja erottaa ne geelissä. Toinen tapa on hajottaa yksittäinen proteiini pienempiin osiin. Pienemmät palat voidaan sitten erottaa geelissä. Proteiinit voivat olla positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita. Jos proteiinit halutaan erottaa toisistaan vain koon perusteella, proteiiniseokset voidaan päällystää natriumdodekyylisulfaatiksi (SDS) kutsutulla kemikaalilla, jolloin kaikki proteiinit saavat negatiivisen varauksen ennen seoksen asettamista geeliin.
Lääketiede
Lääketieteessä on olemassa erityyppinen elektroforeesi, jota kutsutaan iontoforeesiksi. Iontoforeesissa käytetään samaa geelielektroforeesin ideaa lääkkeiden antamiseksi ihmiskehoon ihon läpi ilman, että lääkettä ruiskutetaan neuloilla.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on geelielektroforeesi?
V: Geelielektroforeesi on tekniikka, jota käytetään DNA:n ja proteiinien kaltaisten seosten erottamiseen niiden varauksen ja koon perusteella.
K: Miten geelielektroforeesi toimii?
V: Geelin läpi johdetaan sähkökenttä, ja molekyylit siirtyvät geelin läpi varauksensa ja kokonsa perusteella, jolloin seos erottuu toisistaan.
K: Mitä termi elektroforeesi tarkoittaa?
V: Sana elektroforeesi tulee sanoista electro, joka tarkoittaa sähkökenttää, ja -phoresis, joka tarkoittaa liikettä.
K: Minkä tyyppisiä molekyylejä erotetaan geelielektroforeesin avulla?
V: DNA:n ja proteiinien seokset erotetaan yleensä geelielektroforeesilla.
K: Mikä on geelin rooli geelielektroforeesissa?
V: Geeli tarjoaa väliaineen, jossa molekyylit voivat siirtyä varauksensa ja kokonsa perusteella.
K: Miten erottelu saadaan aikaan geelielektroforeesilla?
V: Erottelu saavutetaan kohdistamalla geeliin sähkökenttä, joka saa molekyylit vaeltamaan geelin läpi ja erottamaan ne toisistaan niiden varauksen ja koon perusteella.
K: Miksi geelielektroforeesi on hyödyllinen?
V: Geelielektroforeesi on hyödyllinen DNA:n ja proteiinien seosten erottamisessa ja analysoinnissa, minkä ansiosta tutkijat voivat paremmin ymmärtää biologisia prosesseja ja diagnosoida sairauksia.
