تکنیک ژل الکتروفورز(Gel electrophoresis)

آنالیزآنالیزها و تجهیزات

نوشته شده توسط:

فرض کنید شما یک واکنش PCR انجام داده اید، و تعداد زیادی از نسخه های یک DNA هدف را ایجاد کردید یا شاید شما فرایند کلونینگ DNA را انجام داده اید و ژن مورد نظر خود را در ژنوم پلاسمید جاسازی کرده‌اید. در حال حاضر، شما می‌خواهید بررسی کنید و ببینید آیا PCR شما کار می کرد یا اینکه پلاسمید شما دارای ژن مورد نظر شما است. چه تکنیک می تواند شما را برای مشاهده قطعات DNA  کمک کند؟

الکتروفورز

ژل الکتروفورز(Gel electrophoresis) یک تکنیکی است که برای جدا کردن قطعات DNA (یا دیگر ماکرومولکول ها مانند RNA و پروتئین ها) بر اساس اندازه و بار الکتریکی آنها استفاده می‌شود. الکتروفورز روشی است که  شامل ایجاد جریان الکتریکی بربستری از ژل که حاوی مولکول‌های مورد نظر می‌باشد. براساس اندازه و بار الکتریکی آنها، مولکول‌ها در طول ژل در جهات مختلف یا با سرعت های مختلف حرکت می‌کنند و از یکدیگر جدا می‌شوند.

 

 

 

 

اساس جداسازی DNA بر روی Gel electrophoresis

تمام مولکول‌های DNA دارای یک مقدار بار الکتریکی مشخص هستند. به همین دلیل الکتروفورز، قطعات DNA را تنها براساس اندازه آنها از هم جدا می‌کند. با استفاده از الکتروفورز، می توانیم ببینیم که چند قطعه DNA مختلف در یک نمونه وجود دارد و اینکه اندازه و غلظت آنها نسبت به یکدیگر چقدر است . ما همچنین با این روش قادرخواهیم بود که اندازه مطلق یک قطعه DNA  را با بررسی آن در کنار “معیار” استاندارد ساخته شده از قطعات DNA (نردبان DNA یا  ladder) تعیین کنیم.

Gel electrophoresis چیست؟

همانطور که از نام آن مشخص است، ژل الکتروفورز از یک ژل تشکیل شده است . ژلی که برای جداسازی DNA استفاده می‌شود اغلب از پلی ساکاریدی به نام آگاروز(Agarose) ساخته می‌شود. آگاروز به صورت دانه های خشک و پودری است، هنگامی که آگارز را  در یک بافر (آب همراه با نمک) گرم کنیم، در بافر حل می‌شود و پس از سرد شدن یک ژل جامد تشکیل می‌شود. در سطح مولکولی، ژل ماتریس مولکول‌های آگاروز است که توسط پیوندهای هیدروژنی به یکدیگر متصل شده و منافذ کوچکی را تشکیل می دهند.

در یک طرف، ژل دارای حفره های کوچکی به نام چاهک (well) است که در آن نمونه‎های DNA قرار می‌گیرند:

ساختار دستگاه الکتروفورز به همراه منبع تغذیه

 

قبل از قرار دادن نمونه DNA بر روی ژل، ابتدا ژل باید درون تانک الکتروفورز(Electrophoresis Tank) قرار گیرد. یک انتهای تانک به یک الکترود مثبت وصل شده است، در حالی که انتهای دیگر به یک الکترود منفی وصل شده است.

قسمت اصلی تانک، جایی که ژل روی آن  قرار داده می شود، با یک بافر حاوی نمک پر می‌شود این بافر عبور جریان از ژل را تسهیل می‌کند.چاهک های ژل در سمت الکترود منفی قرار دارد. به دلیل بار منفی مولکول های DNA، نمونه ها به سمت الکترود مثبت و پایین ژل حرکت می‌کنند.


چگونه قطعات DNA در Gel electrophoresis حرکت می کنند؟

هنگامی که ژل در تانک است، هر یک از نمونه های DNA که ما می‌خواهیم بررسی کنیم به عنوان مثال، محصول واکنش PCR  به دقت به چاهک‌ها منتقل می‌شود. یک چاهک به ladder اختصاص دارد که مرجع استاندارد است و حاوی قطعات DNA  از طول‌های شناخته شده است. ladder های تجاری DNA در محدوده اندازه‌های مختلف قرار می‌گیرند، که براساس محدوده اندازه‌های DNA های مورد نظر خود می‌توانیم از ladder مناسب استفاده کنیم. بعد از قرار دادن نمونه‌ها درون چاهک‌ها ، منبع تغذیه را روشن می‌کنیم، وعبور جریان از ژل آغاز می‌شود. مولکول‌های DNA به دلیل گروه های فسفات در ستون فقرات قند بار منفی دارند، بنابراین آنها از طریق ماتریکس ژل به سمت قطب مثبت حرکت می کنند. هنگامی که منبع تغذیه روشن و جریان در حال عبور از ژل است، گفته می شود که الکتروفورز در حال اجرا(running) است.

مراحل انجام الکتروفورز

 

همانطور که ژل Run می‌شود، قطعه‌های کوتاه DNA از طریق منافذ ماتریس ژل سریع تر از آنهایی که بلندتر هستند حرکت می‌کنند. پس از گذشت مدتی، کوتاهترین قطعه DNA نزدیک به انتهای مثبت ژل خواهد بود، در حالی که طولانی ترین قطعات DNA در نزدیکی چاهک ها باقی خواهند ماند.

مشاهده تصاویر Gel electrophoresis

پس ازاینکه قطعات DNA با حرکت روی ژل از هم جدا شدند، می توانیم ژل را بررسی کنیم و ببینید چه تعداد از باندهای DNA  بر روی آن نمایان شده است. هنگامی که یک ژل با یک رنگ اتصال دهنده DNA رنگ می‌شود و در زیر نور UV قرار می گیرد، قطعات DNA روی ژل به صورت درخشان مشاهده می‌شوند و به ما اجازه می دهد که DNA را در مکان‌های مختلف در امتداد ژل ببینیم.

یک نوار “مشخص” از DNA در یک ژل باند نامیده می‌شود. هر باند شامل تعداد زیادی از قطعات DNA از همان اندازه است که همه به عنوان یک گروه در همان موقعیت قرار‌گرفتند. یک قطعه DNA تک (یا حتی یک گروه کوچک از قطعات DNA) به خودی خود بر روی ژل قابل مشاهده نیست.

از مقایسه باند یک نمونه با ladder ، می‌توانیم اندازه تقریبی آن را تعیین کنیم. به عنوان مثال، اندازه باندهای روشن بر روی ژل زیر با توجه به ladder مشخص است.

جداسازی قطعات DNA با طول های مختلف بر روی ژل الکتروفورز

خدمات Gel electrophoresis در آنابیز

آنابیز آماده ارائه خدمات الکتروفورز با بالاترین کیفیت و تعرفه مناسب برای تمام انواع نمونه‌ها می‌باشد. ما با آزمایشگاه‌ها متخصص و زبده، شما را در پروژه های تحقیقاتی همراهی خواهیم کرد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *