Что такое 2D гель-электрофорез?

Двумерный (2D) гель-электрофорез - это метод, который ученые используют для разделения и анализа белковых смесей, сначала разделяя полосы белков вдоль двух разных осей. Это метод, который чаще всего используется при работе со сложными или густыми смесями белков, часто с перекрывающимися размерами белков. 2D гель-электрофорез отличается от одномерного гель-электрофореза, потому что в первом методе используется разделение белков на основе двух разных характеристик белка, тогда как одномерный гель-электрофорез обычно разделяет белки на основе одной характеристики, такой как размер белка.

Гель-электрофорез часто используется в исследованиях для разделения молекул, используя тот факт, что многие биологические молекулы, такие как ДНК, имеют электрический заряд. Этот факт может быть использован в интересах ученых, поскольку заряженные молекулы могут быть разделены по размеру через пористый субстрат, такой как агароза, путем применения градиента напряжения на пористом ионном геле. Со временем молекулы будут проходить через этот гель к заряду, противоположному естественному заряду молекулы. Маленькие молекулы и сильно заряженные молекулы движутся быстрее, чем крупные молекулы или белки, которые слабо заряжены. При 2D гель-электрофорезе после разделения белков по одной характеристике, которая создает градиент, гель затем может быть повернут вбок, чтобы отделить эти ранее полученные полосы на основе второй характеристики.

2D гель-электрофорез часто использует молекулярные заряды белков как одну из характеристик, по которой белковые агрегаты можно разделить на однокомпонентные белки. Белковая масса является еще одной распространенной характеристикой, используемой для разделения белков в 2D гель-электрофорезе. После того, как белки пропускаются по гелю через одну дорожку в одномерном гель-электрофорезе, этот гель затем можно центрифугировать в центрифуге, вытягивая более тяжелые белки быстрее, чем меньшие, менее массивные белки. Направление вытягивания перпендикулярно направлению, в котором протеины проходили через гель из-за притяжения к электрическому заряду через градиент напряжения.

Электрофорез имеет много применений в молекулярных исследованиях, включая разделение белков на основе синтезированных характеристик, таких как мечение белков. Разделение белков на основе характеристической массы также используется, когда белки помечены другими молекулами. Этот метод может быть использован с этими белковыми комплексами, потому что меченые белки будут легче проникать через гель, чем непомеченные белки.

В то время как многие разделительные гели в лабораториях изготовлены из агарозы, разделение белков с помощью 2D гель-электрофореза лучше всего проводить на полиакриламидных гелях. Эти типы гелей используются в Вестерн-блоттинге и других анализах на основе размера белка. Агароза чаще используется для разделения сегментов ДНК.