Electroforesis en gel

Conocimientos previos

• Extracción de ADN
• PCR
• Proteínas
• Extracción de proteínas

Descripción

La electroforesis es un método por el cual se separan mezclas de moléculas de acuerdo a su tamaño a través de un gel , funcionando como un filtro. Normalmente, se utiliza para separar moléculas de ADN , ARN  o  proteína . EL ADN y el ARN poseen una carga negativa y migran las moléculas hacia el polo positivo; por  otra parte, las proteínas se cargan negativamente de forma artificial usando una molécula llamada SDS. Por lo tanto, al colocar una muestra de ADN, ARN o de proteínas dentro de un gel y haciendo pasar una corriente eléctrica, estas moléculas se moverán y pasarán a través del gel hacia el polo positivo. Las moléculas más pequeñas se moverán más rápidamente, mientras que las más grandes quedarán cerca del lugar de partida del gel.

En la investigación biomédica la electroforesis tiene usos muy diversos, desde analizar la calidad del ADN, ARN y las proteínas, hasta conocer su tamaño de estas moléculas, o como un proceso posterior a la purificación. Se puede usar, además, para identificar secuencias específicas de genes o proteínas (ver método Western blot) de muestras de pacientes para el análisis de enfermedades, ancestría, reconocimiento de cadáveres, etc.

Entrada/Muestra

Mezcla de moléculas: ADN, ARN o proteínas.

Recursos/Material

• Muestra: es una mezcla del mismo tipo de componentes proveniente de una extracción de ácidos nucleicos (ADN , ARN) o de proteínas.
• Disolución amortiguadora de carga o “buffer” de carga: solución en la que se disuelve nuestra muestra.
• Gel de agarosa o poliacrilamida: polímero de material poroso que sirve para separar la muestra al aplicar corriente eléctrica.
• Disolución amortiguadora de corrida o “Buffer” de corrida: disolución que cubre el gel y por la cual pasa una corriente eléctrica.
• Cámara de electroforesis: equipo en forma de caja de un material plástico. Contiene dos electrodos donde se conecta una fuente de poder. Dentro del equipo se colocan el gel y la solución de corrida.
• Fuente de poder: aparato que genera una corriente eléctrica constante.
• Disolución de tinción: mezcla de reactivos que tiñen la muestra dentro del gel.
• Escáner: aparato que permite almacenar digitalmente una imagen del gel teñido para su posterior análisis.

Requisitos previos

Mezcla de moléculas de: ADN, ARN o proteínas en una solución de carga.

Procedimiento

• Cuantificación: se mide la concentración de ácidos nucleicos (ADN o ARN) o proteínas en una muestra y se agrega una cantidad determinada por el usuario. Esto se realiza con el objetivo de poder comparar todas las muestras agregadas en el gel y determinar las diferencias entre cada una.
• Carga de muestra: la muestra se mezcla con el buffer de carga y es colocada en un extremo del gel de electroforesis dentro de un hueco diseñado para contenerla.
• Corrida: proceso por el cual se pasa una corriente eléctrica constante al gel/muestra/buffer de corrida dentro de la cámara, durante un periodo determinado por el usuario.
• Tinción: el gel es teñido con una solución específica para visualizar nuestras moléculas separadas.
• Cuantificación de la muestra separada: se mide la concentración de las moléculas separadas individualmente mediante un escáner y un programa de computadora.

Salida/Resultado

Un gel con una mezcla de ADN, ARN o proteínas separadas. Las moléculas separadas lucen como múltiples bandas, distribuidas como ‘escaleras’ a lo largo del gel.

Fuentes de error más frecuentes

• Calidad de la muestra
• Baja concentración de la muestra
• Alta concentración de sales
• Errores comunes en las técnicas de biología molecular

Aplicaciones

• Técnicas biotecnológicas
• Técnicas bioquímicas
• Filogenia
• Ancestría
• Genotipificación
• Ciencias Forenses
• Proteómica

Temas relacionados

• Métodos de tinción fluorescente para ácidos nucleicos: bromuro de etidio y SYBER Green
• Métodos de tinción para proteínas: coomassie, coomassie coloidal, nitrato de plata
• Métodos de tinción fluorescente para proteínas: SYPRO, DIGE, Pro-Q
• Método de cuantificación de ácidos nucleicos
• Métodos de cuantificación de proteínas
• Espectrofotometría
• Western blot
• Secuenciación convencional Sanger
• Espectrometría de masas: MALDI-TOF y LC-MS/MS
• Diagnóstico molecular
• Farmacogenómica

Notas

Todos los materiales y reactivos que se usan deberán estar químicamente limpios y estériles.  Además, deben estar libres de nucleasas (enzimas que degradan al ADN o ARN) o proteasas (enzimas que degradan proteínas) con el fin de evitar daño a la muestra.  La muestra embebida en un gel puede observarse a simple vista en el caso de una tinción colorida (en proteínas, ver Método tinción Coomassie), pero en el caso de ácidos nucleicos o tinciones fluorescentes es necesario observar el  gel con un escáner especial (ver Métodos de tinción Fluorescente para ácidos nucleicos o Métodos de tinción Fluorescentes para proteínas).