Biochemici en moleculair biologen gebruiken elektroforese om macromoleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren te scheiden. Hierdoor kunnen wetenschappers afzonderlijke eiwitten of nucleïnezuursequenties in een complex mengsel isoleren en analyseren. Een typisch voorbeeld van elektroforese in het lab is een microbioloog die Polymerase Chain Reaction (PCR) gebruikt om DNA-fragmenten te scheiden die in een microbiële gemeenschap zijn geproduceerd. Ongeacht het doel, vereist elektroforese altijd het gebruik van een bufferoplossing.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Elektroforese scheidt macromoleculen zoals eiwit en nucleïnezuren op grootte, lading en andere eigenschappen. Voor elektroforese die door lading scheidt, gebruiken wetenschappers buffer om die lading door de gel te verzenden. Buffer handhaaft ook de gel op een stabiele pH, waardoor wijzigingen die kunnen optreden in het eiwit of nucleïnezuur worden geminimaliseerd indien onderworpen aan onstabiele pH.

Principes van elektroforese

Elektroforese scheidt moleculen langs een gradiënt op basis van hun grootte, lading of andere eigenschappen. Die gradiënt kan een elektrisch veld zijn of, in het geval van Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE), een denatureringsmiddel zoals een mengsel van ureum en formamide. Eiwitten migreren naar de anode als ze negatief geladen zijn en de kathode positief geladen is. Omdat grotere moleculen langzamer migreren dan kleinere moleculen, kunnen wetenschappers de afgelegde afstand meten en logaritmen gebruiken om de grootte van de fragmenten te bepalen.

Denaturing Gradient Gel elektroforese

Met DGGE beweegt DNA zich langs een gradiënt van toenemend denaturerend vermogen totdat het vermogen voldoende is om dat bepaalde DNA-fragment volledig te denatureren of ontvouwen. Op dit punt stopt de migratie. Wetenschappers kunnen deze methode gebruiken om fragmenten te scheiden op basis van hun individuele vatbaarheid voor denaturatie.

Wat de buffer doet

In het geval van elektroforese die op basis van lading scheidt, ionen in de buffer verzenden de lading die nodig is voor scheiding. De buffer, door een reservoir van zwak zuur en base te verschaffen, houdt ook de pH binnen een nauw bereik. Dit is belangrijk omdat de structuur en lading van een eiwit of nucleïnezuur zal veranderen als het wordt blootgesteld aan significante pH-veranderingen, waardoor een goede scheiding wordt voorkomen.

Typische buffers

Verschillende buffers zijn ideaal voor het handhaven van de elektroforese gel op verschillende gewenste pH-waarden. Typische buffers die door wetenschappers voor dit doel worden gebruikt, omvatten azijnzuur, boorzuur, fosforzuur en citroenzuur evenals glycine en taurine. Over het algemeen moet de pKa-waarde (zuurdissociatieconstante) dicht bij de vereiste pH liggen. Het heeft de voorkeur aan buffers die een lage ladingsomvang bieden om niet te veel stroom te geleiden.