Gelelektroforese: scheiding van biomoleculen in een gel

De gel bestaat uit grote en vertakte moleculen, polymeren genaamd. De hoeveelheid vertakkingen in de gel bepaalt hoe gemakkelijk de moleculen zich erdoor kunnen persen, afhankelijk van hun grootte.

Als er veel takken zijn, kunnen kleine moleculen er gemakkelijk doorheen, terwijl grote moleculen er langzaam of helemaal niet doorheen kunnen. Als er weinig vertakkingen zijn, kunnen zowel grote als kleine moleculen er gemakkelijker doorheen.

Als een groot molecuul een grote lading heeft, is zijn aantrekkingskracht op de tegengestelde lading ook groot. Maar omdat het molecuul groot is, zal het zich moeilijk door de dikke gel kunnen bewegen. Bij gelelektroforese bewegen grote moleculen langzamer.

Een klein geladen molecuul beweegt gemakkelijker door de gel. Kortere moleculen bewegen sneller en verder dan langere, omdat kortere moleculen gemakkelijker door de poriën van de gel dringen. Dit verschijnsel heet zeven.

Als het molecuul geen lading heeft, zal het niet bewegen.

Nadat de gel is doorlopen door het elektrische veld aan te brengen, kun je kijken waar de moleculen naartoe zijn verplaatst. Daartoe kunnen verschillende vlekken op de gel worden aangebracht: zo kunnen de moleculen worden gezien. De vlek zorgt ervoor dat de plaatsen waar de moleculen naartoe bewogen zijn, verschijnen als gekleurde banden. Vlekken die worden gebruikt om eiwitten te bekijken, zoals Coomassie blauw, kunnen vaak door het menselijk oog worden gezien bij normaal licht. Vlekken om DNA te bekijken, zoals ethidiumbromide en GelGreen, zijn alleen zichtbaar met behulp van een ultraviolette lamp.

DNA scheiding

Gelelektroforese is de meest gebruikte techniek om DNA te bestuderen. DNA is een zeer grote molecule die genetische informatie bevat. DNA kan worden opgesplitst in kleinere stukjes van verschillende grootte en deze stukjes worden dan gescheiden met behulp van gelelektroforese. DNA heeft altijd een negatieve lading, en beweegt naar de anode.

Eiwitten zijn grote en complexe moleculen die bestaan uit aminozuren. Eiwitten kunnen op twee manieren met gelelektroforese worden bestudeerd. De ene manier is om een mengsel van eiwitten te nemen en ze in de gel te scheiden. De andere manier is om een enkel eiwit in kleinere stukjes te splitsen. De kleinere stukjes kunnen dan in de gel worden gescheiden. Eiwitten kunnen positief of negatief geladen zijn. Om eiwitten alleen op grootte te scheiden, kunnen eiwitmengsels worden gecoat met een chemische stof genaamd natriumdodecylsulfaat (SDS) om alle eiwitten een negatieve lading te geven voordat het mengsel in de gel wordt gelegd.

Geneeskunde

In de geneeskunde is er een speciaal type elektroforese dat iontoforese wordt genoemd. Iontoforese gebruikt hetzelfde idee van gelelektroforese om geneesmiddelen via de huid in het menselijk lichaam te brengen zonder naalden te gebruiken om het geneesmiddel te injecteren.