Vad är 2D gelelektrofores?

Två-dimensionell (2D) gelelektrofores är en metod som forskare använder för att ta isär och analysera proteinblandningar genom att först separera band av proteiner längs två olika axlar. Det är en teknik som oftast används när man hanterar komplicerade eller tjocka blandningar av proteiner, ofta med överlappande proteinstorlekar. 2D-gelelektrofores skiljer sig från en-dimensionell gelelektrofores eftersom den tidigare metoden använder separering av proteiner baserat på två olika proteinkarakteristika, medan en-dimensionell gelelektrofores vanligtvis separerar proteiner baserade på en enda karakteristik, som proteinstorlek.

Gelelektrofores används ofta i forskning för att separera molekyler genom att använda det faktum att många biologiska molekyler, som DNA, har en elektrisk laddning. Detta faktum kan användas till forskarnas fördel eftersom laddade molekyler kan separeras efter storlek genom ett poröst underlag som agaros genom att applicera en spänningsgradient över en porös jongel. Med tiden kommer molekyler att passera genom denna gel, mot laddningen som är motsatt till molekylens naturliga laddning. Små molekyler och tungt laddade molekyler rör sig båda snabbare än stora molekyler eller proteiner som är svagt laddade. I 2D-gelelektrofores, efter separering av proteiner genom en enda karakteristik, vilket skapar en gradient, kan en gel sedan vridas i sidled för att separera de tidigare resulterande banden baserade på en andra karakteristik.

2D-gelelektrofores använder ofta molekylladdningar av proteiner som en egenskap genom vilken proteinaggregat kan separeras i enkomponentproteiner. Proteinmassa är en annan vanlig egenskap som används för att separera proteiner i 2D gelelektrofores. Efter att proteiner har körts på en gel genom en enda körfält i en-dimensionell gelelektrofores, kan den gelen sedan spinnas i en centrifug, och dra de tyngre proteinerna snabbare ner än de mindre, mindre massiva proteinerna. Riktningen för dragningen är vinkelrätt mot den riktning som proteinerna drogs genom gelén på grund av attraktion till en elektrisk laddning genom en spänningsgradient.

Elektrofores har många användningsområden i molekylära studier, inklusive separering av proteiner baserade på syntetiserade egenskaper, som proteingaggning. Proteinseparation baserad på en karakteristisk massa används också när proteiner är taggade med andra molekyler. Denna teknik kan användas med dessa proteinkomplex eftersom de märkta proteinerna faller lättare genom en gel än icke-taggade proteiner.

Medan många separationsgeler i laboratorier är gjorda av agaros, görs proteinseparation med 2D-gelelektrofores bäst på polyakrylamidgeler. Dessa typer av geler används i Western Blots och andra proteinstorleksbaserade analyser. Agaros används oftare för separering av DNA-segment.