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Las técnicas de electroforesis separan las moléculas de ADN en base a sus tamaños; las técnicas similares de proteínas pueden separarlas basándose en el tamaño o la carga. En ambos casos, el gel por medio del cual las moléculas migran se prepara utilizando una solución tampón, un producto químico que actúa para estabilizar el pH. El tampón cumple varios papeles vitales en la electroforesis.
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El gel de electroforesis funciona aplicando una corriente eléctrica a la placa de gel sumergida en el tapón. Las moléculas de ADN se cargan negativamente, y las proteínas pueden ser cargadas negativamente desnaturalizándolas primero y luego tratándolas con dodecil sulfato de sodio (SDS). Las proteínas o moléculas de ADN migran del cátodo cargado negativamente hacia el ánodo cargado positivamente. El agua, sin embargo, es un vehículo bastante pobre en corriente - sólo carga corriente de modo eficaz cuando se disuelve sustancias en ella, ya que los iones cargados se mueven en un campo eléctrico. La solución tampón tiene una mayor concentración de iones (mayor fuerza iónica), de manera que consigue cargar mucho más corriente que el agua pura.
Cambio de pH
El pH mide la concentración del ion de hidrógeno. El cambio de pH puede alterar la carga neta de las moléculas, como la proteína o el ADN, causando una migración más larga (o más rápida). Esto es porque estas moléculas tienen partes básicas que aceptan los iones de hidrógeno (protones) y muchas partes ácidas que pueden donar protones. Cuando un ácido dona un protón, se vuelve cargado negativamente; cuando una base acepta un proton, por el contrario, se carga positivamente. A medida que la concentración de iones de hidrógeno en la solución aumenta, las proteínas y el ADN se vuelven menos cargados negativamente (o más cargados positivamente). El pH en el cual una molécula, como la proteína, no tiene carga se llama punto isoeléctrico. Los tampones estabilizan el pH en el gel en un nivel en el que el ADN se carga negativamente y se migrar como se desee.
Gel de apilamiento
Los tapones desempeñan un papel aún más complejo en una especie de electroforesis llamada SDS-PAGE, o dodecil sulfato de sodio, electroforesis en gel de poliacrilamida. Esta es una de las técnicas más comunes para el análisis de proteínas. Ellas son desnaturalizadas por tratamiento en el calor y luego revestidas con dodecil sulfato de sodio, y sólo después añadidas al gel, que generalmente corre verticalmente. El gel tiene dos regiones, la de apilamiento (en la parte superior) y la de correr por debajo. El gel de apilamiento se prepara con un tampón diferente de modo que su pH es más bajo que el del gel de correr, además, tiene una fuerza iónica menor. Estos dos factores causan el apilamiento de la proteína, así que entra todo en el gel de correr al mismo tiempo. Este efecto ayuda a garantizar la separación de las proteínas en el gel de acuerdo con su tamaño.
Tampón Electroforesis en gel de ADN
Los dos tampones más comunes para electroforesis en gel de ADN son tris-acetato EDTA y tris-borato EDTA, donde el EDTA significa ácido etilendiaminotetracético. Es importante porque sirve como quelante de los iones de magnesio, retirándolos de la solución. Estos iones son cofactores esenciales para enzimas llamadas ADNs que rompen el ADN, así que el EDTA en el tampón funciona como una precaución adicional para prevenir cualquier problema con las DNAs.