Електрофорез є одним із найбільш використовуваних інструментів у молекулярній біології. Використовується для відділення нуклеїнової кислоти. Електропорація - це процес, за допомогою якого нуклеїнова кислота відокремлюється за розміром.
При електрофорезі використовується гель. У гелі роблять лунки, в які завантажують зразки нуклеїнових кислот.
Пропускається електричний струм, і залежно від розміру нуклеїнова кислота рухається в гелі. Це допомагає кількісно визначити, відокремити та очистити нуклеїнову кислоту.
Ключові винесення
- Агарозні гелі розділяють більші молекули ДНК і РНК, тоді як поліакриламідні гелі більше підходять для менших молекул і білків.
- Агароза - це полісахарид, видобутий з морських водоростей, тоді як поліакриламід - це синтетичний полімер, отриманий з мономерів акриламіду.
- Агарозні гелі мають нижчу роздільну здатність, але менш токсичні та легші у використанні. Навпаки, поліакриламідні гелі мають вищу роздільну здатність, але можуть бути більш небезпечними через свою нейротоксичну природу.
Агароза проти поліакриламіду
Різниця між агарозою та поліакриламідом полягає в тому, що агароза розділяє великі фрагменти ДНК, а поліакриламідний гель розділяє більш короткі фрагменти білка та нуклеїнової кислоти. Агароза наливається горизонтально, а поліакриламід – вертикально. Агарозу можна нагрівати та розливати горизонтально, але вона легко ламається, тому з нею потрібно поводитися обережно.
Для бігу найчастіше використовується агарозний гель електрофорез. Оскільки він допомагає розділити нуклеїнову кислоту на основі розміру, він використовується для ідентифікації невідомого зразка ДНК або РНК.
Тут використовується драбина відомого розміру, і смуга невідомого нуклеїну порівнюється з драбиною та визначається розмір.
Електрофорез у поліакриламідному гелі називається PAGE. Він зазвичай використовується для розділення білків на основі їх розміру.
Цей електрофорез працює на основі принципу, згідно з яким заряджений білок або зразок нуклеїнової кислоти мігрує крізь гель, коли діє електричне поле. Оскільки рухливість біологічної молекули змінюється в залежності від її розміру і заряду.
Використовуваний зразок необхідно обробити для досягнення рівномірного заряду, щоб рухливість залежала від розміру.
Таблиця порівняння
| Параметри порівняння | Агароза | Поліакриламід |
|---|---|---|
| Токсичність | Не токсичний | Трохи токсичний |
| Розмір пор | Більші пори | Менші пори |
| Використовує | Агарозний гель в основному використовується для розділення ДНК і РНК | Поліакриламідний гель використовується для відділення білка та його кількісного визначення |
| Положення для заливки гелю | Горизонтальне положення | Вертикальне положення |
| Барвник | Бромід етідію | Бромфеноловий синій |
| Повторне використання | Агарозу можна розплавити та використати повторно | Зазвичай він не використовується повторно |
Що таке агароза?
Агароза - це біомолекула, яка використовується для створення гелю, тривимірної матриці з порами та каналами. Водневі зв'язки скріплюють тривимірну матрицю.
Оскільки існують водневі зв’язки, нагрівання може легко денатурувати структуру матриці. Біомолекули зразка рухаються через пори.
Температура плавлення агару становить 85-95 градусів Цельсія, а температура гелеутворення 35-42 градуси Цельсія. Агарозний гель виготовляється шляхом змішування агарози з водою та її розплавлення.
Потім його розливають горизонтально на форму, в яку вставлено гребінець. Потім агароза охолоджується і утворює гель. Гребінець залишає лунку, в яку можна завантажити зразок.
Агарозний гель низької концентрації схильний до розриву. Тому поводитися з ним потрібно обережно. Агарозу можна використовувати для розділення ДНК і РНК. Пори в агарозному гелі набагато більші для проникнення бактеріофага.
Агароза — полімер з піруватною та сульфатною групами. Оскільки ці групи негативно заряджені, це викликає потік води в протилежному напрямку до руху ДНК.
Команда фарбувати Бромід етидію використовується для фарбування ДНК, що змінює розмір і заряд зразка. Буферний розчин заливається в установку, і пропускається струм, який змушує зразок рухатися через агарозний гель і утворювати смуги.
Що таке поліакриламід?
Поліакриламід - це синтетичний лінійний полімер, що складається з акриламіду та акрилової кислоти. Поліакриламід активно вбирає воду і утворює м'який гель. Це один із гелів, які використовуються в електрофорезі.
Білок і нуклеїнову кислоту можна кількісно визначити в поліакриламідному гелі на основі їх електрофоретичної рухливості.
Поліакриламідний гель, виготовлений шляхом гідратації акриламіду, хороший, оскільки розмір пор можна регулювати залежно від гідратації. Гель з малим розміром пор ефективний при дослідженні молекул меншого розміру.
Великі молекули не можуть потрапити в дрібні пори, тоді як менші молекули легко рухаються через пори та утворюють смуги.
Поліакриламідний гель відомий тим, що його використовували в експерименті SDS PAGE. SDS PAGE розширюється як електрофорез додецилсульфату натрію в поліакриламідному гелі. Він використовується для розділення зразків білка на основі їх розміру.
Додецилсульфат натрію - це детергент, який зв'язується з молекулою білка. Зв’язуючись із білком, цей детергент руйнує вторинну та третинну структуру білка та перетворює його на лінійну. поліпептид ланцюжок.
Цей лінійний поліпептид має негативний заряд і рухається до анода під дією електричного поля. Тут відстань, пройдена молекулою, обернено пропорційна логарифму молекулярної маси.
Він також використовується для дослідження зразків нуклеїнових кислот з низькою молекулярною масою.
Основні відмінності між агарозою та поліакриламідом
- Агароза нетоксична і широко використовується, але поліакриламід вважається помірно токсичним, і з ним потрібно поводитися обережно
- Агароза складна і складається із суміші багатьох хімічних речовин, тоді як поліакриламід складається лише з одного типу молекул.
- Агарозний гель має ширші пори, тоді як поліакриламід має відносно менші пори.
- Агароза в основному використовується в електрофорезі нуклеїнових кислот, але поліакриламід використовується в SDS PAGE.
- Агарозний гель виготовляють шляхом заливання розплавленого агару в горизонтальному положенні, а поліакриламід заливають у вертикальному положенні.
- Невикористану агарозу можна розплавити та повторно залити, але поліакриламід не можна використовувати повторно.
- Бромід етідію є найбільш часто використовуваним барвником для агарози, але для поліакриламіду переважно використовується бромфеноловий синій.
- https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/elps.200900052
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=gcqgDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA3&dq=agarose+and+polyacrylamide&ots=Ogv5EA2634&sig=G6o6XdHg-xSybJlVa-0Csq_tC7g
Останнє оновлення: 18 червня 2023 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Піюш Ядав провів останні 25 років, працюючи фізиком у місцевій громаді. Він фізик, який прагне зробити науку доступнішою для наших читачів. Він має ступінь бакалавра природничих наук і диплом аспіранта з екології. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
Ця стаття, здається, не звертає уваги на вплив цих методів на навколишнє середовище. Ми повинні враховувати безпеку та етичні наслідки використання таких матеріалів у дослідженнях і на практиці.
Порівняння між агарозою та поліакриламідом є дуже інформативним. Зокрема, детальне пояснення щодо різних рівнів токсичності та багаторазового використання виявилося досить проникливим.
Поглиблена порівняльна таблиця містить вичерпний огляд відмінностей між агарозою та поліакриламідом, пропонуючи цінну інформацію для дослідників і студентів у цій галузі.
Ця стаття містить чіткий, детальний опис і порівняння агарозних і поліакриламідних гелів, що робить її цінним ресурсом для розуміння тонкощів досліджень молекулярної біології.
Техніка електрофорезу має великий потенціал для використання в різних дослідницьких проектах молекулярної біології, і завжди корисно пам’ятати, що для розділення різних типів біомолекул використовуються різні типи гелів для електрофорезу.
Детальні пояснення щодо агарози та поліакриламіду представлені у зручній для читача формі, що дозволяє ширшій аудиторії зрозуміти нюанси цих методів молекулярної біології.