Co to jest elektroforeza żelowa 2D?
Dwuwymiarowa elektroforeza żelowa (2D) jest metodą stosowaną przez naukowców do rozbierania i analizowania mieszanin białek poprzez najpierw oddzielenie pasm białek wzdłuż dwóch różnych osi. Jest to technika najczęściej stosowana w przypadku skomplikowanych lub gęstych mieszanin białek, często z nakładającymi się rozmiarami białek. Elektroforeza żelowa 2D różni się od jednowymiarowej elektroforezy żelowej, ponieważ poprzednia metoda wykorzystuje rozdział białek w oparciu o dwie różne cechy białka, podczas gdy jednowymiarowa elektroforeza żelowa zwykle rozdziela białka w oparciu o jedną cechę, taką jak wielkość białka.
Elektroforeza żelowa jest często stosowana w badaniach do oddzielania cząsteczek, wykorzystując fakt, że wiele cząsteczek biologicznych, takich jak DNA, ma ładunek elektryczny. Fakt ten można wykorzystać z korzyścią dla naukowców, ponieważ naładowane cząsteczki można rozdzielić według porowatego podłoża, takiego jak agaroza, stosując gradient napięcia na porowaty żel jonowy. Z czasem cząsteczki przechodzą przez ten żel w kierunku ładunku, który jest przeciwny do naturalnego ładunku cząsteczki. Zarówno małe, jak i mocno naładowane cząsteczki poruszają się szybciej niż duże cząsteczki lub białka, które są słabo naładowane. W elektroforezie żelowej 2D po rozdzieleniu białek za pomocą jednej cechy, która tworzy gradient, żel można następnie obrócić na bok, aby oddzielić te wcześniej powstałe pasma w oparciu o drugą cechę.
Elektroforeza żelowa 2D często wykorzystuje ładunki molekularne białek jako jedną z cech charakterystycznych, według których agregaty białkowe można rozdzielić na białka jednoskładnikowe. Masa białka jest kolejną powszechną cechą stosowaną do rozdzielania białek w elektroforezie żelowej 2D. Po przepuszczeniu białek na żelu przez pojedynczą ścieżkę w jednowymiarowej elektroforezie żelowej, żel ten można następnie odwirować w wirówce, ściągając cięższe białka w dół szybciej niż mniejsze, mniej masywne białka. Kierunek przyciągania jest prostopadły do kierunku, w którym białka zostały przeciągnięte przez żel z powodu przyciągania ładunku elektrycznego przez gradient napięcia.
Elektroforeza ma wiele zastosowań w badaniach molekularnych, w tym separacji białek na podstawie zsyntetyzowanych cech, takich jak znakowanie białek. Rozdzielanie białek w oparciu o charakterystyczną masę stosuje się również, gdy białka są znakowane innymi cząsteczkami. Tę technikę można zastosować w przypadku tych kompleksów białkowych, ponieważ znakowane białka łatwiej wpadają przez żel niż białka nieoznakowane.
Podczas gdy wiele żeli do rozdzielania w laboratoriach jest wytwarzanych z agarozy, rozdzielanie białek metodą elektroforezy żelowej 2D najlepiej jest wykonywać na żelach poliakryloamidowych. Tego rodzaju żele stosuje się w Western Blots i innych testach opartych na wielkości białka. Agaroza jest częściej stosowana do oddzielania segmentów DNA.