Geelielektroforeesi

Geelielektroforeesi on menetelmä biomolekyylien (DNA, RNA, proteiinit jne.) ja niiden fragmenttien erottamiseen ja analysointiin niiden koon ja varauksen perusteella.

Kaikilla DNA-molekyyleillä on yhtäläinen varaus massayksikköä kohti. Tästä syystä DNA-fragmentit erottuvat geelielektroforeesissa pelkästään kokonsa perusteella. Elektroforeesi mahdollistaa sen, että voidaan havaita näytteen erilaisten DNA-fragmenttien lukumäärä ja niiden suhteellinen koko. DNA-fragmentin absoluuttinen koko voidaan määrittää vertaamalla sitä standardoituihin, tunnetun kokoisiin DNA-fragmentteihin geelin "mittatikun" avulla.

Geelielektroforeesissa molekyylit siirtyvät sähkökentän avulla huokoisen geelin läpi, jossa niiden liikkumisnopeus on kääntäen verrannollinen kokoon. Pienet DNA-molekyylit kulkevat nopeammin ja pidemmälle kuin suuret. Sähkökenttä asetetaan siten, että geelin toisessa päässä on positiivinen ja toisessa negatiivinen varaus, jolloin negatiivisesti varautuneet DNA- ja RNA-molekyylit liikkuvat kohti positiivista päätä. Proteiinien erottamiseen käytetään natriumdodekyylisulfaattia (SDS), joka denaturoi ja negatiivisesti varaa proteiinit, mahdollistaen niiden liikkumisen koon mukaan. Geelielektroforeesin jälkeen erikokoiset molekyylit muodostavat havaittavia kaistoja.

Elektroforeesi erottaa eripituiset DNA-fragmentit geelin läpi sähkövirran avulla. Negatiivisesti varautunut DNA siirtyy kohti positiivista päätä, ja lyhyemmät juosteet liikkuvat nopeammin kuin pidemmät. Erottelun jälkeen DNA näkyy kaistoina geelin avulla väriaineiden, fluoresoivien merkkien tai radioaktiivisten merkkien ansiosta. Tunnetun pituisia fragmentteja sisältävää DNA-markkeria käytetään näytteiden rinnalla pituuksien arvioimiseksi.

Geeli

Geelielektroforeesissa käytetään hyytelömäistä ainetta, jota kutsutaan geeliksi. DNA:n erottamiseen tarkoitetut geelit valmistetaan usein agaroosista, joka on polysakkaridi ja saatavana kuivana jauheena. Kun agaroosia kuumennetaan puskuriliuoksessa (vettä ja suoloja) ja annetaan jäähtyä, jolloin siitä muodostuu kiinteä, hieman pehmeä geeli. Molekyylitasolla geeli koostuu agaroosimolekyylien muodostamasta verkostosta, jota vetysidokset pitävät yhdessä muodostaen pieniä huokosia.