Гель-электрофорез и SDS-PAGE

Нужна помощь в подготовке к разделу «Биология» экзамена MCAT? Эксперт MedSchoolCoach Кен Тао расскажет вам всё необходимое о гель-электрофорезе и электрофорезе белков в SDS-ПААГ. Посмотрите это видео, чтобы получить все необходимые советы по подготовке к MCAT для успешной сдачи этого раздела экзамена!

Гель-электрофорез — распространённый лабораторный метод разделения молекул по размеру и заряду. Гель, используемый в этом методе, изготовлен из полимера, образующего поры различных размеров. К обычным полимерам относятся агрохимические полимеры и полиакриламид. Поры различных размеров в геле необходимы для обеспечения возможности перемещения молекул через него. Во время гель-электрофореза более крупные молекулы движутся через поры медленнее, чем мелкие, и этот процесс разделяет молекулы по их размеру.

Для разделения молекул по заряду в гель-электрофорезе используется электролитическая ячейка. У электролитической ячейки есть положительный конец, или анод, и отрицательный конец, или катод. Гель помещается в электрофоретическую камеру, а образец вносится в лунки с одного конца геля. Затем прибор включается, и молекулы начинают мигрировать через гель в соответствии со своим размером и зарядом. Таким образом, положительно заряженные молекулы будут двигаться к катоду, а отрицательно заряженные — к аноду.

В некоторых случаях, например, в случае ДНК, все молекулы имеют одинаковый заряд (ДНК имеет отрицательный заряд). В этих случаях все молекулы будут двигаться в одну сторону, поэтому разделение достигается исключительно за счет пор и геля. Молекулы меньшего размера будут проходить через гель быстрее, а молекулы большего размера — медленнее.

Различные типы гелей

В гель-электрофорезе используются три различных типа гелей, которые важно знать для проведения MCAT. Это нативный гель для электрофореза в полиакриламидном геле (PAGE), гель для электрофореза в полиакриламидном геле (SDS-PAGE) и восстанавливающий гель для SDS-PAGE. Аббревиатура «PAGE» означает электрофорез в полиакриламидном геле, что указывает на полимер, используемый для создания геля.

Нативный PAGE

Нативный PAGE-электрофорез — это электрофорез в нативных условиях. Другими словами, белки разделяются по размеру и заряду в их нативной конформации без каких-либо промежуточных стадий, таких как денатурация. Более того, белки в своей нативной конформации существуют в различных формах, что влияет на то, как они будут проходить через поры геля. Некоторые формы легче проходят через поры, чем другие.

Более того, в отличие от молекул ДНК, которые полностью состоят из отрицательных зарядов, белки могут иметь как положительный, так и отрицательный заряд. При нативном PAGE-электрофорезе положительно заряженные белки будут двигаться к отрицательно заряженному катоду, тогда как отрицательно заряженные белки — к положительно заряженному аноду. Нативный PAGE-электрофорез, как правило, является наименее используемым гелем из-за множества факторов, которые могут повлиять на разделение.

SDS-PAGE

SDS-PAGE – это гель-электрофорез с использованием химического детергента, называемого додецилсульфатом натрия (SDS). Как детергент, додецилсульфат натрия является антипатической молекулой, то есть одна сторона молекулы полярна и имеет заряды, а другая – неполярна.

Изначально белок сворачивается и имеет положительные и отрицательные заряды. Общий заряд белка зависит от баланса этих зарядов. SDS, как детергент, денатурирует белки, вызывая их деформацию, после чего они превращаются в прямые цепи. При этом белки оказываются окруженными молекулами SDS, что придает им отрицательный заряд. Если гель промыть в этой точке, все белки будут двигаться в одном направлении к положительно заряженному аноду. Кроме того, поскольку все белки имеют одинаковый заряд, они будут разделяться только по размеру. Другими словами, SDS-PAGE исключает влияние структуры белка и заряда во время гель-электрофореза. Разделение белков происходит исключительно по длине полипептидной цепи.

Восстанавливающий SDS-PAGE гель

Восстанавливающий SDS-PAGE — это SDS-PAGE с добавлением восстановителя, например, бета-меркаптоэтанола. Восстановитель может разрывать дисульфидные связи, и для большинства белков это не окажет существенного влияния на структуру геля. Однако в некоторых случаях разрыв дисульфидных связей может привести к более полному разворачиванию белков. Таким образом, они могут легче проходить через поры, и в этом случае некоторые из них могут перемещаться немного дальше, чем обычно.

MEDSCHOOLCOACH

Чтобы посмотреть больше подобных видеоуроков MCAT и получить доступ к планированию занятий, отслеживанию прогресса, карточкам и банку вопросов, скачайте MCAT Prep от MedSchoolCoach.

Ссылка для iOS: https://play.google.com/store/apps/de...

Ссылка для Apple: https://apps.apple.com/us/app/mcat-pr...

#medschoolcoach #MCATprep #MCATstudytools