Gelelektrophorese ist eine Technik, die verwendet wird, um Makromoleküle wie DNA, RNA und Proteine ​​zu trennen. Sowohl DNA- als auch RNA-Moleküle werden nach ihrer Größe getrennt, während Proteine ​​nach Größe und Ladung getrennt werden. Agarosegelelektrophorese ist die Technik, die verwendet wird, um sowohl DNA als auch RNA zu trennen. DNA-Fragmente von 100 bp bis 25 kb können durch Agarosegelelektrophorese getrennt werden. Im Allgemeinen sind DNA positiv geladene Moleküle, da sie negative Ladungen in ihren Phosphatgruppen aufweisen. Somit wandert DNA während der Gelelektrophorese zur positiven Elektrode.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Gelelektrophorese? – Definition, Agarose-Gelelektrophorese, PAGE 2. Wie trennt Gelelektrophorese DNA-Fragmente? – Prinzip der DNA-Trennung

Schlüsselbegriffe: Agarose-Gelelektrophorese, migrierte Distanz, DNA, PAGE, Poren, positive Elektrode, Größe

Was ist Gelelektrophorese?

Gelelektrophorese ist eine Technik, die verwendet wird, um Fragmente von Makromolekülen wie DNA, RNA und Proteinen basierend auf ihrer Größe und Ladung zu trennen. Sowohl DNA als auch RNA besitzen aufgrund des Vorhandenseins von negativ geladenen Phosphatgruppen im gesamten Molekül die gleiche negative Ladung. Daher wandern sowohl DNA als auch RNA unter einem elektrischen Feld zur positiven Elektrode. Zusätzlich, Agarose-Gelelektrophorese ist die Technik, die verwendet wird, um DNA und RNA basierend auf ihrer Größe zu trennen. Die Trennung von DNA-Fragmenten durch Gelelektrophorese ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Getrennte DNA-Fragmente

Die gelelektrophoretische Technik zur Trennung von Proteinen ist Polyacrylamid-Gelelektrophorese (PAGE). Die bei dieser Technik verwendeten Proteine ​​werden nach ihrer Größe und Ladung getrennt. PAGE kann auch verwendet werden, um DNA-Fragmente mit Basenpaarniveauunterschieden zu trennen, da die Trennleistung von PAGE höher ist als die der Agarosegelelektrophorese.

Wie trennt Gelelektrophorese DNA-Fragmente?

Bei der Agarosegelelektrophorese werden die DNA-Proben mit dem Ladefarbstoff gemischt und auf die Wells des Agarosegels geladen. Der Ladepuffer enthält Tracking-Farbstoffe, die die Bewegung der DNA-Probe auf dem Gel visualisieren. Dann wird an beide Enden des Gels ein elektrisches Feld angelegt. Die DNA-Probe wandert zur positiven Elektrode. Die Migrationsgeschwindigkeit im elektrischen Feld hängt von der Größe des DNA-Fragments ab. DNA-Moleküle mit einer großen Anzahl von Basenpaaren wandern langsam, während Moleküle mit weniger Basenpaaren schnell durch das Gel wandern. Daher ermöglicht die Gelelektrophorese die Trennung von DNA-Fragmenten basierend auf ihrer Größe. Dies erzeugt eine Reihe von DNA-Fragmenten mit Größen in absteigender Reihenfolge. Die Beziehung zwischen der Wanderungsstrecke und der Größe des DNA-Fragments ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Beziehung zwischen der migrierten Entfernung und der Größe des DNA-Fragments

Das Agarosegel enthält gleichgroße Poren, durch die die DNA-Fragmente wandern. Daher wandern kleine DNA-Fragmente schnell durch die Pore, aber große DNA-Fragmente brauchen einige Zeit, um durch sie hindurch zu wandern. Nach längerem Laufen wird das Agarosegel unter UV sichtbar gemacht. Da das Agarosegel mit einer DNA-färbenden Substanz unter UV namens Ethidiumbromid versetzt ist, werden DNA-Fragmente mit dem Farbstoff verheddert, was die Visualisierung ermöglicht. Zur Bestimmung der Größe des DNA-Fragments werden die Proben entlang einer Leiter geführt, die eine Reihe von DNA-Fragmenten bekannter Größe enthält.

Abschluss

Gelelektrophorese ist eine Technik, die verwendet wird, um DNA-, RNA- oder Proteinmoleküle basierend auf ihrer Größe und Ladung zu trennen. Die Agarose-Gelelektrophorese ist die weit verbreitete Technik zur Trennung von DNA basierend auf der Größe des Moleküls. Bei der Wanderung von DNA-Molekülen durch die Poren des Agarosegels werden diese nach Größe getrennt.

Referenz:

1. „Gelelektrophorese“. Khan-Akademie, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „DNA-fragmendid etiidiumbromiidiga värvitud agaroosgeelis“ Von Rainis Venta – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Gelelektrophorese“ von Mckenzielower – Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia