Como funciona a eletroforese?
A eletroforese é uma técnica amplamente utilizada em laboratórios de biologia molecular, bioquímica e genética. Mas afinal, você aprendeu nas aulas de biomol como ela funciona?
Em suma, ela é usada para separar moléculas como DNA, RNA e proteínas com base em suas propriedades físicas, como tamanho e carga elétrica. Essa técnica versátil e essencial permite aos cientistas visualizar e analisar componentes biológicos, facilitando o entendimento de estruturas genéticas e proteicas a fim de investigar a composição, estrutura e variabilidade genética. Desde sua introdução, a eletroforese promoveu grandes avanços na pesquisa biomolecular e médica, e por consequência, contribuiu para o desenvolvimento de métodos diagnósticos, tratamentos e inovações na biotecnologia. Como resultado, sua ampla aplicação e facilidade de execução tornam-na indispensável para os laboratórios modernos, tanto em estudos básicos quanto em análises aplicadas.
Princípios da eletroforese
Em síntese, a eletroforese baseia-se no movimento de moléculas carregadas sob a influência de um campo elétrico. Dependendo da carga e do tamanho da molécula, ela se moverá a uma velocidade diferente ao longo de um meio de suporte, como um gel. O DNA e o RNA, por exemplo, possuem carga negativa e se movem em direção ao polo positivo. Já as proteínas podem ter cargas variadas, dependendo do pH e das condições do tampão utilizado.
Além disso, o meio de suporte mais comum para eletroforese é o gel de agarose ou gel de poliacrilamida, que permite separar moléculas de tamanhos variados. Cada um desses tipos de gel tem suas particularidades e é selecionado de acordo com o tipo de análise e o tamanho das moléculas de interesse.
Tipos de Eletroforese
1. Eletroforese em Gel de Agarose: Amplamente utilizada para separação de fragmentos grandes de DNA e RNA, a eletroforese em gel de agarose permite a análise de fragmentos de até 20.000 pares de bases. A concentração do gel influencia a resolução – géis menos concentrados são usados para fragmentos maiores, enquanto géis mais concentrados são ideais para fragmentos menores.
2. Eletroforese em Gel de Poliacrilamida (PAGE): Em resumo, é usada para separação de proteínas e fragmentos pequenos de DNA. O PAGE possui maior resolução que o gel de agarose, permitindo a diferenciação de moléculas muito próximas em tamanho. Nesse sentido, a técnica pode ser subdividida em SDS-PAGE, que é utilizada para separar proteínas com base em seu tamanho após desnaturação, e Native PAGE, que permite a separação sem desnaturação, conservando a conformação nativa das proteínas.
3. Eletroforese Capilar: Antes de mais nada, essa técnica é mais recente e utiliza capilares finos ao invés de géis e é empregada para análises de alta resolução e velocidade. Com uma grande capacidade de separar moléculas pequenas e com diferenças mínimas em carga e tamanho, a eletroforese capilar é utilizada em análises de sequenciamento de DNA, como o sequenciamento automático de Sanger.
Aplicações da Eletroforese
– Análise de Fragmentos de DNA e RNA: A técnica permite visualizar fragmentos obtidos por digestão enzimática ou PCR, ajudando em estudos genéticos e diagnósticos de doenças.
– Estudos de Expressão Proteica: O PAGE permite que pesquisadores identifiquem e quantifiquem proteínas específicas, comparando a expressão entre amostras.
– Genotipagem e Sequenciamento de DNA: A eletroforese capilar é fundamental no sequenciamento de Sanger e na análise de marcadores genéticos, como STRs (Short Tandem Repeats), que são utilizados em testes de paternidade e análise forense.
– Diagnóstico Molecular: Finalmente, técnicas como SDS-PAGE são aplicadas na detecção de proteínas específicas associadas a doenças genéticas, imunológicas e infecciosas.
Visualização dos Resultados
Por fim, após a separação, os fragmentos de DNA, RNA ou proteínas no gel precisam ser visualizados. Para DNA e RNA, geralmente são utilizados corantes fluorescentes, como o brometo de etídio, a fim de permitir a visualização sob luz ultravioleta. Por outro lado, para proteínas, utiliza-se corantes como Coomassie Blue e prata, que oferecem alta sensibilidade.
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Referência bibliográfica:
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