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Elettroforesi

1970
  • Arne Tiselius
Apparecchiatura per l'elettroforesi su gel in laboratorio che separa i campioni di DNA in base alle dimensioni.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

L'elettroforesi su gel è una tecnica utilizzata per separare macromolecole come DNA, RNA e proteine ​​in base alle loro dimensioni e carica. Un campo elettrico viene applicato a una matrice di gel, provocando il movimento delle molecole caricate negativamente (come il DNA) verso l'elettrodo positivo. Le molecole più piccole migrano più velocemente e più lontano attraverso i pori del gel rispetto alle molecole più grandi.

L'elettroforesi su gel è una tecnica fondamentale in biologia molecolare per la separazione e l'analisi di macromolecole, principalmente DNA, RNA e proteine. Il principio alla base della tecnica è la migrazione di molecole cariche attraverso una matrice di gel poroso sotto l'influenza di un campo elettrico. Poiché gli acidi nucleici (DNA e RNA) hanno una carica costantemente negativa a causa della loro spina dorsale fosfatica, migreranno naturalmente verso l'elettrodo positivo (anodo) quando viene applicata una corrente. Il gel stesso, tipicamente fatto di agarosio per le molecole più grandi come i frammenti di DNA genomico o di poliacrilammide per i frammenti più piccoli e le proteine (in una tecnica chiamata PAGE), agisce come un setaccio molecolare. La matrice è composta da una rete di pori attraverso i quali le molecole devono passare. Le molecole più piccole attraversano questo labirinto più facilmente e rapidamente di quelle più grandi, che sono maggiormente ostacolate dalla matrice di gel. Di conseguenza, le molecole vengono separate in base alle loro dimensioni, con le più piccole che viaggiano più lontano dal punto di partenza (il pozzetto) in un determinato lasso di tempo. Per eseguire l'elettroforesi del DNA, un campione viene prima caricato nei pozzetti a un'estremità del gel. Una ‘scala di DNA’, una miscela di frammenti di DNA di dimensioni note, viene fatta scorrere in una corsia separata per servire da riferimento per stimare le dimensioni dei frammenti sconosciuti. Dopo aver applicato la corrente elettrica per un certo periodo, i frammenti separati vengono visualizzati. Poiché il DNA è invisibile a occhio nudo, si utilizza un colorante fluorescente che si intercala con il DNA, come il bromuro di etidio o il SYBR Green. Quando viene posto sotto la luce UV, il colorante diventa fluorescente, rivelando il DNA come bande distinte, ciascuna delle quali rappresenta un insieme di frammenti della stessa dimensione.

UNESCO Nomenclature: 2401
- Biochimica

Tipo

Processo fisico

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Le leggi dell'elettrolisi di Michael Faraday
  • scoperta dell'elettricità
  • Lo sviluppo di Arne Tiselius dell'elettroforesi a limite mobile
  • sviluppo di supporti come carta, amido e infine gel di agarosio/poliacrilammide
  • scoperta del DNA e della sua carica negativa

Applicazioni

  • Impronta digitale del DNA
  • test di paternità
  • diagnosi di malattie genetiche
  • purificazione dei frammenti di DNA per la clonazione
  • analisi dei prodotti PCR
  • analisi proteica (SDS-PAGE)

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Correlato a: elettroforesi su gel, separazione del DNA, gel di agarosio, poliacrilammide, SDS-PAGE, DNA fingerprinting, peso molecolare, frammenti di restrizione, acidi nucleici, proteine.

Contesto storico

Elettroforesi

1954
1960
1967
1970
1975
1977
1983
1951
1958
1960
1970
1973
1975
1979
1983

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

Invenzioni, innovazioni e principi tecnici correlati

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