Elettroforesi bidimensionale

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Apparecchiatura per elettroforesi bidimensionale
2D-Gels (colorazione con Blue di Coomassie)
2D-Gel di proteine umane. In ordinata la separazione è avvenuta in base al peso molecolare (espresso in KDalton), in ascissa in base al valore di punto isoelettrico

L'elettroforesi bidimensionale o elettroforesi 2D è un tipo di tecnica elettroforetica utilizzata nel campo della proteomica per separare miscele proteiche complesse (formate cioè da più specie proteiche differenti), come ad esempio una miscela di proteine estratta da una cellula in un dato momento del ciclo cellulare.

La tecnica, come anticipa il nome, consta di due dimensioni ortogonali lungo le quali sono separate le diverse proteine. In proteomica, il termine ortogonale indica in genere due dimensioni lungo le quali la separazione avviene sfruttando principi fisici differenti, che non sono influenzati l'uno dall'altro. Nel caso dell'elettroforesi bidimensionale, i principi più utilizzati sono il punto isoelettrico e il peso molecolare.

Prima dimensione[modifica | modifica sorgente]

La prima dimensione utilizza solitamente un gradiente di pH ottenuto grazie a molecole anfotere che sono fatte migrare all'interno di un supporto, costituito in genere da un gel di poliacrilammide, posto in un campo elettrico. Negli ultimi anni si sono diffuse nei laboratori strisce (strip) prefabbricate, in cui sono immobilizzati degli anfoliti; durante la polimerizzazione, il gel costituente le strip, è sottoposto a un campo elettrico esterno in modo che si venga a generare il gradiente di pH. Questo sistema basato sulle strip garantisce una maggiore stabilita' del gradiente ed un'elevata riproducibilita' sperimentale. Il campione viene caricato sul gel; il campo elettrico applicato fa sì che le proteine, presenti in forma ione, si muovano fino a raggiungere il proprio punto isoelettrico, al quale, ogni molecola si trova sotto forma di zwitterione a carica complessiva pari a zero. Il processo descritto prende il nome di isoelettrofocalizzazione (IEF o isoelectrofocusing)

Seconda dimensione[modifica | modifica sorgente]

Durante la seconda dimensione il campione viene trattato con SDS (sodio dodecilsolfato) per conferire a tutte le proteine una carica elettrica netta negativa. Segue quindi una classica SDS-PAGE in cui le specie proteiche si dividono in funzione del loro peso molecolare. Le proteine sono infine evidenziate mediante colorazione, utilizzando ad esempio il blu di Coomassie o il nitrato d'argento.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • (EN) Bandow J, Baker JD, Berth M, Painter C, et al, Improved image analysis workflow for 2-D gels enables large-scale 2-D gel-based proteomics studies – COPD biomarker discovery study in Proteomics, vol. 8, nº 15, 2008, pp. 3030–3041, DOI:10.1002/pmic.200701184.
  • (EN) M. Berth, F. M. Moser, M. Kolbe, and J. Bernhardt, The state of the art in the analysis of two-dimensional gel electrophoresis images in Appl Microbiol Biotechnol, vol. 76, 2007, pp. 1223–1243, DOI:10.1007/s00253-007-1128-0. PDF (license Springer Open Access)