Co je 2D gelová elektroforéza?

Dvourozměrná (2D) gelová elektroforéza je metoda, kterou vědci používají k rozebrání a analýze proteinových směsí tak, že nejprve oddělí pruhy proteinů podél dvou různých os. Je to technika, která se nejčastěji používá při řešení složitých nebo hustých směsí proteinů, často s překrývajícími se velikostmi proteinů. 2D gelová elektroforéza se liší od jednorozměrné gelové elektroforézy, protože dřívější metoda používá separaci proteinů na základě dvou různých proteinových charakteristik, zatímco jednorozměrná gelová elektroforéza obvykle separuje proteiny na základě jediné charakteristiky, jako je velikost proteinu.

Gelová elektroforéza je často používána ve výzkumu k oddělení molekul využitím skutečnosti, že mnoho biologických molekul, jako je DNA, má elektrický náboj. Tato skutečnost může být využita ve prospěch vědců, protože nabité molekuly mohou být separovány podle velikosti přes porézní substrát, jako je agaróza, pomocí napěťového gradientu přes porézní iontový gel. V průběhu času molekuly projdou tímto gelem směrem k náboji, který je opačný než přirozený náboj molekuly. Malé molekuly a silně nabité molekuly se pohybují rychleji než velké molekuly nebo proteiny, které jsou slabě nabité. Při 2D gelové elektroforéze, po oddělení proteinů prostřednictvím jediné charakteristiky, která vytváří gradient, může být gel otočen do strany, aby se oddělily ty dříve vzniklé pásy na základě druhé charakteristiky.

2D gelová elektroforéza často používá molekulární náboje proteinů jako jednu charakteristiku, pomocí které lze proteinové agregáty rozdělit na jednosložkové proteiny. Proteinová hmota je další běžnou charakteristikou používanou k oddělení proteinů v 2D gelové elektroforéze. Poté, co proteiny běží na gelu jedinou dráhou v jednorozměrné gelové elektroforéze, může být tento gel odstředěn v odstředivce, čímž se těžší proteiny stáhnou rychleji než menší, méně masivní proteiny. Směr tahu je kolmý na směr, kterým byly proteiny protaženy gelem kvůli přitahování k elektrickému náboji prostřednictvím gradientu napětí.

Elektroforéza má mnoho využití v molekulárních studiích, včetně separace proteinů na základě syntetizovaných charakteristik, jako je značkování proteinů. Separace proteinů na základě charakteristické hmotnosti se také používá, když jsou proteiny značeny jinými molekulami. Tuto techniku ​​lze použít s těmito proteinovými komplexy, protože značené proteiny padají rychleji přes gel než neagagované proteiny.

Zatímco mnoho separačních gelů v laboratořích je vyrobeno z agarózy, separace proteinů 2D gelovou elektroforézou se nejlépe provádí na polyakrylamidových gelech. Tyto typy gelů se používají v Western blotech a dalších testech založených na velikosti proteinů. Agaróza se častěji používá k oddělení segmentů DNA.