2.7. Hosszmérés - a gélelektroforézis

A levesben található molekulák szétválogatásának másik szokásos módja a láncaik hossza szerint történő kiválasztás, amit ebben az alfejezetben mutatunk be.

Amint már korábban említettük egy DNS hosszát a benne található bázisok (egyszálú DNS esetén), illetve a bázispárok (kétszálú DNS esetén) darabszáma adja. Most a célunk az, hogy az oldatból kiválasszuk az adott hosszúságú DNS láncokat.

A mérés alapját a gélelektroforézis nevű eljárás képezi. Töltéssel rendelkező részecskék elektromos térben töltésükkel ellentétes irányban gyorsulnak. A DNS molekulák vizes oldatban negatív töltésűek, a pozitív töltésű anód felé mozognak gyorsulva az elektromos térben. A molekula töltése és így a rá ható gyorsító erő arányos a hosszával, csakúgy, mint a tömege. Viszont így, a hossztól függetlenül, minden DNS molekula ugyanúgy mozogna az elektromos térben. Ezen pedig a következő ötlet alapján tudunk segíteni: olyan speciális anyagba, gélbe tesszük a molekulákat, amiben való mozgás a hosszabb molekuláknak komolyabb ellenállást jelent. Így különböző méretű molekulák különböző sebességre állnak be, így adott távolság megtételéhez szükséges időből ki lehet számítani a molekula méretét.

Az eljárás tehát a következő:

A molekuláris levest (főként a benne szereplő DNS molekulákat) egy speciális zselés anyagot, gélt tartalmazó kádba rakják, pontosabban a kád egyik oldalába. Ezután elektromos feszültséget kapcsolnak a kádra, oly módon, hogy a gélnek a DNS molekulákat tartalmazó végére a negatív pólust kötik (ez az anód), míg a kád ellentétes végére a pozitív pólust (katód) kötik. Ennek a feszültségkülönbségnek a hatására áram kezd folyni az oldatban, aminek töltéshordozói az oldatban levő ionok, vagyis töltéssel rendelkező molekulák, jelen esetben a DNS láncok. Tehát az oldatba tett DNS molekulák elindulnak a pozitív pólus, a katód irányába. Tehát, amikor az oldatra egyenfeszültséget kapcsolnak, ekkor a töltéssel rendelkező DNS molekulák az elektromos áramot vezetve mozgásnak indulnak. Minél hosszabb egy molekula annál nagyobb ellenállást kell leküzdenie a gélben való haladáshoz, így a molekulák a hosszuk alapján fognak elrendeződni egy adott pillanatban. Tudjuk azt, hogy adott hosszúságú molekula egységnyi idő alatt mekkora távolságot tesz meg a katód felé. Így nagyon pontosan (egy hossz különbségű DNS szálakat is megkülönböztetve egymástól) meg lehet mondani, hogy a gél melyik részében lesz a kívánt hosszúságú molekula az adott időpillanatban. Ebből a részből elkülöníthetjük az összes adott hosszúságú molekulát. A 2.3. ábra mutatja sematikusan a mérést.

2.3. ábra - DNS láncok szétválasztása hossz alapján gélelektroforézissel.

DNS láncok szétválasztása hossz alapján gélelektroforézissel.