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しばしばDNA電気泳動または単に電気泳動とも呼ばれるゲル電気泳動は、サイズに応じてDNA（およびその他の荷電分子）の断片を分離するために使用される技術です。これは通常、フラグメントを互いに分離するためにアガロースゲルと電荷を使用して行われます。
この手法には、DNAの検査、DNA運指、犯罪学、およびさまざまな医療用途も含まれます。
ゲル電気泳動とは
ゲル電気泳動は、科学者がサイズに応じて荷電分子を分離することを可能にする技術です。これには、DNA、RNA、およびタンパク質が含まれます。
DNAとRNAは、分子の糖リン酸骨格の負に帯電した酸素分子のおかげで、わずかに負の電荷を持っていることに注意してください。タンパク質は、ポリペプチド鎖内のアミノ酸に応じてさまざまな電荷を持つことができます。
電気泳動のコンポーネント
電気泳動を行うには、まずゲルを作成する必要があります。これは、ほぼすべてのラボで実行できます。アガロースゲルが最も一般的です。ゲルを作るには、アガロース粉末を電気泳動バッファーと呼ばれる特別なバッファーと混合します。この混合物は、アガロースが溶解し、緩衝液に完全に混合されるまで加熱されます。
一部の電気泳動プロトコルでは、臭化エチジウム（Et-Br）の添加が必要です。これにより、電気泳動で使用されるDNAが染色され、UV光下でフラグメントの位置を確認できます。
ゲルの成形
これは、ゲルキャスティングトレイと呼ばれる長方形の型に注がれます。電気泳動に使用する長方形のゲルを作成する型とともに、ゲルの一方の端にコームが配置されます。この櫛は、電気泳動で分離したいサンプルがロードされるウェルを作ります。ここで写真を見ることができます。
ゲルが固まったら、ウェルコームを取り外し、ゲルを特別な電気泳動タンクに入れます。わずかなバッファー層がアガロースゲルを完全に覆うまで、別のバッファーをタンクに入れます。
このタンクは、緩衝液とアガロースゲルを介して電流（50〜150 Vの範囲）を生成します。アガロースゲルのウェルは、電流の負の端に配置されます（ 陰極）電流の正の端にあるゲルのもう一方の端（ アノード).
電気泳動の仕組み
電流がタンクとゲルを流れる前に、サンプルがウェルにロードされます。これは、マイクロピペットを使用して行われます。 DNAラダーとも呼ばれる「マーカー」サンプルは、サンプルを比較し、テストするサンプルのサイズを理解するのに役立つ既知のDNAフラグメントサイズのサンプルです。
しばしば 追跡染料 （ローディング色素とも呼ばれます）は、サンプルをウェルにロードするために、各サンプルに追加されます。色素は、ゲル内のサンプルの動きを追跡するのにも役立ちます。
では、サンプルは実際にどのようにゲル内を移動し、サイズごとに分離するのでしょうか？それは 電流 それは、アガロースゲルを通過します フラグメントのサイズ/構造 アガロースゲル。
電荷とサイズがDNAバンドを決定します
全体的に、DNAチャージは 負 。そのため、これらのサンプルが電流の負の端に近いウェルに配置されると、負に帯電したDNAが移動します 陰極から離れて （負電荷）と移動 陽極に向かって （正電荷）反対側。
サンプルのこの動きに加えて、電気泳動では、サイズに応じてサンプルとサンプル内のフラグメントも分離されます。それの訳は より小さな分子 そしてフラグメントはできます 早く動け ゲルを介してより簡単に 大きな分子 とフラグメント ゆっくり動く。これは、小さな断片が大きな断片よりも速くゲルの端に移動し、その結果、各断片をサイズで分離することを意味します。
ゲルを約1時間実行した後（ほとんどのプロトコルで）、充電がオフになり、ゲルが分析されます。ゲルに沿ったさまざまなポイントに、DNAバンドまたはタンパク質バンドと呼ばれる明確な長方形のバンドが表示されます。各バンドは、ゲルに沿って移動した1つのフラグメントを表します。
電気泳動の用途と使用
実験室での電気泳動には多くの用途があります。ほんの一部を次に示します。