الرحلان الكهربائي هو أحد أكثر الأدوات استخدامًا في علم الأحياء الجزيئي. يتم استخدامه لفصل الحمض النووي. Electroporation هي العملية التي يتم من خلالها فصل الحمض النووي على أساس الحجم. في الرحلان الكهربائي ، يتم استخدام مادة هلامية. تصنع الآبار في الهلام الذي يتم فيه تحميل عينات الحمض النووي. يتم تمرير التيار الكهربائي وبناءً على حجم يتحرك الحمض النووي في الهلام. يساعد على تحديد وفصل وتنقية الحمض النووي.
الاغاروز مقابل بولي أكريلاميد
الفرق بين Agarose و polyacrylamide هو أن agarose يستخدم لفصل أجزاء كبيرة من الحمض النووي ، ولكن يستخدم هلام polyacrylamide لفصل أجزاء البروتين والحمض النووي الأقصر. يُسكب Agarose أفقيًا بينما يُسكب بولي أكريلاميد عموديًا. يمكن تسخين الاغاروز وصبه بشكل أفقي ولكنه ينكسر بسهولة لذا يجب التعامل معه بحذر.
يستخدم جل الاغاروز بشكل شائع لتشغيل الرحلان الكهربي. نظرًا لأنه يساعد على فصل الحمض النووي استنادًا إلى الحجم ، يتم استخدامه لتحديد عينة الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي غير المعروفة. هنا ، يتم استخدام سلم ذي حجم معروف ويتم مقارنة النطاق النووي غير المعروف مع السلم ويتم تحديد الحجم.
يسمى بولي أكريلاميد الكهربائي للهلام PAGE. يشيع استخدامه لفصل البروتينات بناءً على حجمها. يعمل هذا الرحلان الكهربائي على أساس مبدأ أن البروتين المشحون أو عينة الحمض النووي تنتقل عبر الهلام عند توفير مجال كهربائي. منذ أن تنقل الجزيء البيولوجي يتغير حسب الحجم والشحنة. يجب معالجة العينة المستخدمة للوصول إلى شحنة موحدة بحيث تعتمد الحركة بشكل أساسي على الحجم.
جدول مقارنة بين Agarose و Polyacrylamide
| معلمات المقارنة | الاغاروز | بولي أكريلاميد |
| تسمم | غير سام | سامة قليلا |
| حجم المسام | مسام أكبر | مسام أصغر |
| الاستخدامات | يستخدم جل Agarose في الغالب لفصل DNA و RNA | يستخدم جل بولي أكريلاميد لفصل البروتين وتحديد كميته |
| موضع صب الجل | الوضع الأفقي | الوضع الرأسي |
| صبغ | بروميد الايثيديوم | البروموفينول الأزرق |
| إعادة الاستخدام | يمكن إذابة Agarose وإعادة استخدامها | لا يتم إعادة استخدامه بشكل طبيعي |
ما هو الاغاروز؟
Agarose هو جزيء حيوي يستخدم لإنشاء مادة هلامية عبارة عن مصفوفة ثلاثية الأبعاد ذات مسام وقنوات. يتم تجميع المصفوفة ثلاثية الأبعاد معًا بواسطة روابط هيدروجينية. نظرًا لوجود روابط هيدروجينية ، يمكن تغيير طبيعة بنية المصفوفة بسهولة عن طريق التسخين. تتحرك الجزيئات الحيوية للعينة عبر المسام.
درجة حرارة انصهار أجار هي 85-95 درجة مئوية ودرجة حرارة التبلور 35-42 درجة مئوية. يتم تصنيع هلام الاغاروز عن طريق خلط الاغاروز بالماء وذوبانه. ثم يتم سكبه أفقيًا على قالب يوضع فيه المشط. ثم يبرد Agarose ويشكل مادة هلامية. يترك المشط بئر يمكن تحميل العينة فيه.
هلام الاغاروز منخفض التركيز عرضة للكسر. لذلك ، يجب التعامل معها بحذر. يمكن استخدام Agarose لفصل DNA و RNA. المسام في هلام الاغاروز أكبر بكثير لدخول البكتيريا. Agarose هو بوليمر مع مجموعات البيروفات والكبريتات. نظرًا لأن هذه المجموعات مشحونة سلبًا ، فإنها تتسبب في تدفق الماء في الاتجاه المعاكس لاتجاه حركة الحمض النووي.
يستخدم بروميد إيثيديوم الصبغ لصبغ الحمض النووي الذي يغير حجم العينة وشحنها. يتم سكب محلول عازلة في الإعداد ويتم تمرير التيار الذي يتسبب في تحرك العينة عبر هلام الاغاروز وتشكيل العصابات.
ما هو بولي أكريلاميد؟
بولي أكريلاميد بوليمر خطي اصطناعي يتكون من مادة الأكريلاميد وحمض الأكريليك. يمتص بولي أكريلاميد الماء بنشاط ويشكل هلامًا ناعمًا. إنه أحد المواد الهلامية المستخدمة في الرحلان الكهربائي. يمكن تحديد كمية البروتين والحمض النووي في هلام بولي أكريلاميد بناءً على حركتهم الكهربية.
يعتبر جل بولي أكريلاميد المصنوع من مادة الأكريلاميد جيدًا حيث يمكن تنظيم حجم المسام اعتمادًا على الترطيب. الجل ذو حجم المسام الصغير فعال في فحص الجزيئات الأصغر حجمًا. لا يمكن للجزيئات الأكبر حجمًا أن تتحرك عبر المسام الصغيرة وتحتجز بينما تتحرك الجزيئات الأصغر بسهولة عبر المسام وتشكل حزمًا.
يستخدم جل بولي أكريلاميد في الغالب في تجربة SDS PAGE. تتوسع SDS PAGE كحلل كهربائي بهلام دوديسيل كبريتات الصوديوم بولي أكريلاميد. يتم استخدامه لفصل عينات البروتين بناءً على حجمها. كبريتات دوديسيل الصوديوم مادة منظفة وترتبط بجزيء البروتين. عند الارتباط بالبروتين ، يدمر هذا المنظف البنية الثانوية والثالثية للبروتين ويجعله في سلسلة خطية متعددة الببتيد. هذا البولي ببتيد الخطي مشحون سلبًا وينتقل نحو القطب الموجب عند تعرضه لمجال كهربائي. هنا تتناسب المسافة التي يقطعها الجزيء عكسًا مع سجل الوزن الجزيئي. كما أنها تستخدم لفحص عينات الحمض النووي ذات الوزن الجزيئي المنخفض.
الاختلافات الرئيسية بين الاغاروز وبولي أكريلاميد
استنتاج
Agarose و polyacrylamide نوعان من البوليمرات المختلفة. هم مختلفون كيميائيا. على الرغم من أنهما يستخدمان في الرحلان الكهربائي إلا أنهما يستخدمان لغرضين مختلفين. يحتوي Agarose على مسام أكبر ويستخدم لفصل جزيئات الحمض النووي الأكبر مثل DNA و RNA. من ناحية أخرى ، يحتوي بولي أكريلاميد على مسام أصغر ويستخدم لفصل البروتينات ذات الوزن الجزيئي الأصغر وتحديدها.
يخدم هذان المركبان أغراضًا مختلفة ومفيدان جدًا في علم الأحياء الجزيئي. إلى جانب علم الأحياء الجزيئي ، يتم استخدامها أيضًا في العديد من المجالات الأخرى. نظرًا لأن هذه المواد الهلامية تساعد في تحديد كمية الحمض النووي والبروتين ، فإن لها تطبيقات في الطب وعلوم الطب الشرعي.
