Hvad er 2D gelelektroforese?

To-dimensionel (2D) gelelektroforese er en metode, som forskere bruger til at adskille og analysere proteinblandinger ved først at adskille bånd af proteiner langs to forskellige akser. Det er en teknik, der oftest bruges til behandling af komplicerede eller tykke blandinger af proteiner, ofte med overlappende størrelser af proteiner. 2D-gelelektroforese adskiller sig fra en-dimensionel gelelektroforese, fordi den førstnævnte metode anvender adskillelse af proteiner baseret på to forskellige proteinkarakteristika, mens endimensionel gelelektroforese normalt adskiller proteiner baseret på en enkelt egenskab, ligesom proteinstørrelse.

Gelelektroforese bruges ofte i forskning til at adskille molekyler ved at gøre brug af det faktum, at mange biologiske molekyler, som DNA, har en elektrisk ladning. Denne kendsgerning kan bruges til fordel for forskere, fordi ladede molekyler kan adskilles efter størrelse gennem et porøst underlag som agarose ved at påføre en spændingsgradient over en porøs, ionisk gel. Over tid vil molekyler passere gennem denne gel, mod ladningen, der er modsat molekylets naturlige ladning. Små molekyler og stærkt ladede molekyler bevæger sig begge hurtigere end store molekyler eller proteiner, der er svagt ladede. I 2D-gelelektroforese, efter at proteiner er adskilt gennem en enkelt karakteristik, hvilket skaber en gradient, kan en gel derefter drejes sidelæns for at adskille de tidligere resulterende bånd baseret på en anden karakteristik.

2D-gelelektroforese anvender ofte molekylære ladninger af proteiner som en egenskab, ved hvilken proteinaggregater kan separeres i proteiner med en enkelt komponent. Proteinmasse er et andet almindeligt kendetegn, der bruges til at adskille proteiner i 2D gelelektroforese. Når proteiner er kørt på en gel gennem en enkelt bane i en-dimensionel gelelektroforese, kan den gel derefter spindes i en centrifuge, hvorved de tyngre proteiner trækkes hurtigere ned end de mindre, mindre massive proteiner. Trækretning er vinkelret på den retning, proteinerne blev trukket gennem gelen på grund af tiltrækning til en elektrisk ladning gennem en spændingsgradient.

Elektroforese har mange anvendelser i molekylære undersøgelser, herunder adskillelse af proteiner baseret på syntetiserede egenskaber, ligesom proteinmærkning. Proteinseparation baseret på en karakteristisk masse bruges også, når proteiner mærkes med andre molekyler. Denne teknik kan bruges med disse proteinkomplekser, fordi de mærkede proteiner lettere falder gennem en gel end ikke-mærkede proteiner.

Mens mange separationsgeler i laboratorier er fremstillet af agarose, udføres proteinseparation ved 2D gelelektroforese bedst på polyacrylamidgeler. Disse typer geler anvendes i Western Blots og andre proteinstørrelsesbaserede assays. Agarose bruges oftere til adskillelse af DNA-segmenter.