Gelelektrophorese in der Biologie einfach erklärt

Prinzip der Gelelektrophorese in der Biologie

In der Biologie verwendet man seit Langem die Gelelektrophorese, um Mischungen verschiedener Moleküle, z.B. Proteine oder DNA, aufzutrennen. Man möchte also wissen, welche Moleküle in der Mischung vorhanden sind.

• Die einzelnen Moleküle sind unterschiedlich groß und haben auch unterschiedliche elektrische Ladungen; sie können einfach oder mehrfach negativ oder positiv geladen sein. Auch können Moleküle an einer Stelle eine negative und an einer anderen Stelle eine positive Ladung haben.
• Diese Eigenschaften - unterschiedliche Größe und Ladungen der Moleküle - benutzt man in der Biologie für die Trennung der Moleküle durch Gelelektrophorese.
• Man legt ein elektrisches Feld an. Entsprechend ihrer Größe und Ladung bewegen sich die Moleküle unterschiedlich schnell im elektrischen Feld. Kleine negativ geladene Ionen (Anionen) wandern am schnellsten zum positiven Pol (Anode); kleine positiv geladene Teilchen (Kationen) bewegen sich am schnellsten zum negativen Pol (Kathode). Große Moleküle wandern langsamer als kleine.

Durchführung des analytischen Trennungsverfahrens

1. Die Mischung der Moleküle wird auf ein Gel (z.B. aus Agarose, d.h. einem Zucker) aufgetragen und ein elektrisches Feld wird angelegt.
2. Zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit wird das Gel in eine Pufferlösung gegeben.
3. Das Gel wirkt wie ein Netz, durch das die einzelnen Moleküle bei ihrer Wanderung durch das elektrische Feld aufgehalten werden.
4. Nach einer bestimmten Zeit, z.B. einer Stunde, haben sich die einzelnen Moleküle entsprechend ihrer unterschiedlichen Größe und Ladung im Gel unterschiedlich weit fortbewegt.
5. Damit man die getrennten Moleküle besser erkennen kann, färbt man die Mischung meist mit einem Farbstoff an.