Elettroforesi
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L’elettroforesi è una tecnica analitica e separativa basata sul movimento di particelle elettricamente cariche immerse in un fluido per effetto di un campo elettrico applicato mediante una coppia di elettrodi al fluido stesso. Le particelle si spostano verso il catodo se hanno carica positiva e verso l'anodo se hanno carica negativa; nel primo caso il processo è detto cataforesi, nel secondo anaforesi.
L'elettroforesi su gel di agarosio è una tecnica che serve per analizzare e purificare il DNA tagliato precedentemente dagli enzimi di restrizione. Questa tecnica utilizza le cariche presenti nelle molecole di DNA (caricata negativamente) per farle correre attraverso un gel di selezione, costituito da una rete di pori, che ha la funzione di separare le molecole in base alla loro grandezza, quelle più piccole attraversano più velocemente i pori rispetto a quelle più grandi quindi si avrà una separazione in funzione della velocità.
L’elettroforesi su gel oltre a separare il DNA serve anche per la separazione di RNA, proteine e amminoacidi. È da tenere presente che proteine e amminoacidi presentano tra loro cariche diverse e quindi non si separeranno solo in base alla grandezza. Molto importante è, a tal proposito, lavorare a condizioni controllate di pH.
L'elettrosmosi è un fenomeno collegato, in cui le sostanze presenti allo stato solido rimangono immobili, mentre quelle liquide migrano per effetto del campo elettrico applicato.
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[modifica] Mobilità elettroforetica
La mobilità delle molecole nel gel variano attraverso alcuni parametri: le dimensioni delle molecole, le cariche, natura e concentrazione del mezzo elettroforetico, la conformazione delle molecole, la corrente applicata.
La mobilità elettroforetica, grandezza che esprime la tendenza di una specie chimica a muoversi all'interno di un campo elettrico applicato, può essere ricavata sfruttando l'equazione di Henry:
dove 
è la mobilità elettroforetica, 
è la costante dielettrica, 
il potenziale zeta, 
la funzione di Henry e 
la viscosità del solvente.
[modifica] Struttura dell’agarosio
L’agarosio è un polisaccaride lineare e neutro formato da unità di D-galattosio e di 3,6-anidro-L-galattosio legate alternativamente con legami glicosidici. L’agarosio è uno zucchero solubile in acqua alla temperatura di ebollizione, mentre diventa solido man mano che si raffredda formando una matrice attraverso dei legami a idrogeno tra le catene lineari. L’agarosio non è l’unico utilizzato per questa tecnica infatti ne esistono di diversi tipi: amido, poliacrilamide (consente una più fine separazione delle molecole), miscela agarosio-acrilamide.
[modifica] Elettroforesi su gel a campo alternato
Non tutte le molecole di DNA presentano la stessa forma a parità di dimensioni (in termini di numero di coppie di basi), queste migreranno nel gel in maniera differente; per ovviare a questo problema è possibile utilizzare un sistema a campo alternato in cui le molecole di DNA sono sottoposte alternativamente a due campi elettrici diversi a 90° l’uno dall’altro, quando le molecole sono sottoposte ad un campo perpendicolare a quello della loro migrazione questi si riorienteranno in funzione del nuovo campo, le molecole più piccole saranno capaci di riorentarsi più rapidamente rispetto a quelle più grandi e avranno quindi maggiore mobilità.
[modifica] Taratura del gel
L’elettroforesi è una tecnica ideale per determinare le dimensioni dei frammenti di DNA digeriti con enzimi di restrizione. Per questo scopo è necessario costruire una curva di taratura in grado di fornire un valore approssimativo sulle reali dimensioni delle molecole di DNA. Per la taratura bisogna far migrare nel gel un marcatore contenete frammenti di DNA di dimensioni già note. Da questo si vede che esiste una relazione di linearità fra il logaritmo delle dimensioni del frammento e la distanza percorsa dal gel. Dalla curva di taratura è perciò possibile stabilire le dimensioni dei frammenti di DNA.
[modifica] Colorazione del DNA
L’elettroforesi sul gel è anche uno strumento molto utile per purificare uno specifico frammento di DNA, in questo caso per facilitare il recupero si usa un colorante che permette una visualizzazione maggiore. Esistono diversi tipi di coloranti anche se quello più utilizzato è l’etidio bromuro, questa è una molecola planare che si inserisce tra le basi impilate del DNA a doppio filamento, queste molecole emettono luce fluorescente quando sono irradiati con luce ultravioletta (300 nm). L’etidio bromuro può essere aggiunto direttamente sul gel (la velocità di migrazione si riduce del 10-15 %), o alternativamente dopo l’elettroforesi. Esistono altri tipi di coloranti: colorazione con argento, blu cresile brillante, blu di metilene (altamente tossico).
[modifica] Uso tecnologico
In un'emulsione di lattice di caucciù ad esempio, le goccioline di gomma tendono ad acquisire una carica elettrica per assorbimento di ioni. Se viene applicata una differenza di potenziale tra una coppia di elettrodi immersi nell'emulsione, le particelle di gomma migrano verso l'elettrodo di carica opposta alla propria, dove si accumulano ricalcandone la forma. Con questo processo vengono realizzati guanti chirurgici di gomma e articoli simili. In modo analogo si verniciano, mediante deposizione elettroforetica, molti dei componenti di un'automobile. Il filtro elettrostatico di Cottrell viene utilizzato nelle ciminiere per ridurre l'emissione di particelle di fumo nell'atmosfera, facendo depositare parte di esse su un elettrodo posto all'interno della ciminiera.
[modifica] Voci correlate
- Elettroforesi bidimensionale
- Elettroforesi delle sieroproteine
- Gel di poliacrilammide
- Punto isoelettrico
