L'électrophorèse sur gel est une technique puissante utilisée pour purifier et séparer les molécules contenues dans un mélange, et pour estimer leur taille. Une fois que ceci est réalisé, les molécules (habituellement de grandes ones biologiquement pertinentes, telles que les acides nucléiques et les protéines) peuvent être traitées ou analysées afin de déterminer leur nature exacte en utilisant une grande variété de techniques qui nécessitent des matériaux purs ou presque purs pour fonctionner correctement.
Mécanisme
L'électrophorèse sur gel fonctionne en appliquant un champ électrique à une matrice poreuse (le gel), dans lequel un mélange de molécules a été introduit. Puisque la plupart des molécules sont soit positivement ou négativement, le courant aura tendance à les faire bouger. Au contraire, la matrice de gel va les ralentir. Le résultat net est que les petites molécules se déplacent plus vite que les plus grands. Après un temps, les molécules identiques seront tous ensemble dans le même endroit, séparé des autres molécules. Il est habituel d'ajouter, dans le même point de départ, mais dans une voie différente, un mélange contenant des molécules de différentes tailles connues pour comparer avec ceux de l'échantillon inconnu. Cela nous permet d'estimer leur taille parce que les molécules de tailles similaires parcourent des distances similaires.
Les types
Bien que le principe de base est le même, il existe plusieurs types d'électrophorèse sur gel en fonction du type et de la taille des molécules à séparer. La principale variable pour prendre en compte est la taille des pores de la matrice de gel. Si elles sont trop grandes, toutes les molécules se déplacent ensemble, et s'ils sont trop petits, ils ne se déplacent pas du tout. La taille des pores correcte est obtenue en faisant varier les composants ou les quantités utilisées pour créer la matrice, et dépend de la taille des molécules d'intérêt.
Résultat
Le résultat d'une électrophorèse est une série de taches sur le gel, chacune occupée par des copies de la même molécule. Cependant, étant donné que de nombreuses molécules biologiquement pertinentes sont invisibles à la lumière normale, il peut être nécessaire de traiter davantage le gel afin de les trouver. Deux techniques largement utilisées qui permettent la visualisation des taches sont en ajoutant un colorant qui tacher spécifiquement les molécules qui nous intéressent, et en observant le gel sous une lumière ultraviolette.
Applications
L'électrophorèse sur gel est largement utilisée dans tous les cas où il est nécessaire de séparer et d'isoler des molécules biologiques telles que des acides nucléiques (ADN, ARN) et des protéines. Des exemples de disciplines dans lesquelles cela est d'habitude sont criminalistique, la médecine, la biologie moléculaire et de la biochimie.
Exemple
Les enquêteurs peuvent utiliser l'électrophorèse sur gel pour créer un profil de l'ADN trouvé dans une scène de crime et de le comparer avec ceux obtenus à partir de suspects. Bien que d'un match ne garantit pas la culpabilité, les échantillons qui ne correspondent pas peuvent être exclus de l'analyse, ce qui permet d'économiser beaucoup d'argent et de temps.