Hauptunterschied – Horizontale vs. vertikale Gelelektrophorese
Gelelektrophorese ist eine Labortechnik, die in der Genetik verwendet wird, um Mischungen, die DNA, RNA und andere Proteine enth alten, entsprechend ihrer jeweiligen Ladung und Molekülgröße zu trennen. Zu trennende DNA, RNA oder Proteine werden bei diesem Verfahren durch ein Gel geleitet, das kleine Poren enthält. Die Moleküle werden durch ein elektrisches Feld durch das Gel getrieben. Die Moleküle passieren die Poren des Gels, und die Geschwindigkeit der Bewegung ist umgekehrt proportional zu ihrer jeweiligen Länge. Daher bewegen sich Moleküle mit niedrigerer Molekülgröße schneller als Moleküle mit höherem Molekulargewicht. Das elektrische Feld wird durch den Ladungsunterschied an zwei Enden des Gels erzeugt. Ein Ende enthält eine positive Ladung und das andere Ende enthält eine negative Ladung. Da DNA- und RNA-Moleküle negativ geladen sind, werden sie vom positiv geladenen Ende des Gels angezogen. Die Gelelektrophorese kann aus zwei verschiedenen Methoden bestehen: horizontale Gelelektrophorese und vertikale Gelelektrophorese. Bei der horizontalen Gelelektrophorese liegt das Gel in horizontaler Ausrichtung vor und wird in einen kontinuierlichen Laufpuffer getaucht, der sich in der Gelbox selbst befindet. Bei der vertikalen Gelelektrophorese ist das Puffersystem vertikal ausgerichtet und diskontinuierlich, wobei oben und unten zwei Kammern mit einer Kathode bzw. einer Anode vorhanden sind. Dies ist der Hauptunterschied zwischen horizontaler und vertikaler Gelelektrophorese.
Was ist horizontale Gelelektrophorese?
Horizontale Gelelektrophorese nutzt die grundlegende Theorie zur Trennung von DNA-, RNA- oder Proteinmolekülen nach ihrer jeweiligen Molekülgröße und Ladung. Bei dieser Technik liegt das Gel in horizontaler Ausrichtung vor und ist in einen kontinuierlichen Puffer eingetaucht. Agarosegel wird verwendet, um die Gelbox in zwei Kammern zu trennen. Ein Ende der Gelbox enthält eine Anode, während das andere Ende eine Kathode enthält. Wenn ein Strom angelegt wird, ermöglicht der bei dieser Technik verwendete Puffer die Erzeugung eines Ladungsgradienten. Wenn die Ladung angelegt wird, neigt das Gel dazu, sich zu erwärmen. Der Puffer fungiert auch als Kühlmittel, das die Temperatur auf optimalen Niveaus hält. Die Rezirkulation des Laufpuffers verhindert die Bildung eines pH-Gradienten. Ein diskontinuierliches Puffersystem kann bei der horizontalen Gelelektrophorese nicht verwendet werden, da die beiden Kompartimente des Gelsystems mit dem Laufpuffer verbunden werden. Acrylamid wird während der Gelelektrophorese verwendet, um Proteinmischungen zu trennen.
Abbildung 01: Horizontale Gelelektrophorese
Bei der horizontalen Gelelektrophorese kann Acrylamid nicht verwendet werden, da die Gelbox Sauerstoff ausgesetzt ist. Durch die Anwesenheit von Sauerstoff wird die Polymerisation von Acrylamid gehemmt, was die Gelbildung stört. Die horizontale Gelelektrophorese ist eine mühelose Methode zur Trennung von DNA und RNA.
Was ist vertikale Gelelektrophorese?
Die vertikale Gelelektrophorese-Technik funktioniert gemäß der primären Theorie der Gelelektrophorese, wird jedoch als komplexer angesehen als die horizontale Gelelektrophorese-Methode. Diese Technik verwendet einen diskontinuierlichen Puffer. Eine Kathode befindet sich in der oberen Kammer und die Anode befindet sich in der unteren Kammer. Die in jedem Fach vorhandenen Elektroden liefern das erforderliche elektrische Feld. Zwischen die beiden montierten Glasplatten wird eine dünne Gelschicht gegossen. Daher wird der obere Teil des Gels in die obere Kammer eingetaucht und der untere Teil des Gels wird in die untere Kammer eingetaucht. Sobald der Strom angelegt wird, bewegt sich ein kleiner Teil des Puffers von der oberen Kammer durch das Gel in die untere Kammer. Der bei dieser Technik angelegte Strom beträgt Minuteneinheiten.
Abbildung 02: Vertikale Gelelektrophorese
Bei der vertikalen Gelelektrophorese fließt der Puffer nur durch das Gel. Dies ermöglicht eine genaue Steuerung des Spannungsgradienten während der Trennstufe. Acrylamidgel kann verwendet werden, da die Kompartimente keinem Luftsauerstoff ausgesetzt sind. Aufgrund der kleineren Porengröße von Acrylamidgel kann eine präzise Trennung mit einer höheren Auflösung erreicht werden.
Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen horizontaler und vertikaler Gelelektrophorese?
- Beide Systeme funktionieren nach der Grundtheorie der Gelelektrophorese.
- Anode und Kathode werden verwendet, um das erforderliche elektrische Feld in beiden Systemen bereitzustellen.
Was ist der Unterschied zwischen horizontaler und vertikaler Gelelektrophorese?
Horizontale vs. vertikale Gelelektrophorese |
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| Horizontale Gelelektrophorese ist eine Gelelektrophoresetechnik, bei der das Gel in horizontaler Ausrichtung vorliegt. | Vertikale Gelelektrophorese ist eine Gelelektrophoresetechnik, bei der das Gel vertikal ausgerichtet ist. |
| Puffer | |
| Horizontale Gelelektrophorese besteht aus einem kontinuierlichen Puffer. | Der Laufpuffer ist bei der vertikalen Gelelektrophorese diskontinuierlich. |
| Verwendung von Acrylamid | |
| Acrylamid kann nicht für die horizontale Gelelektrophorese verwendet werden, da die Gelbox Luftsauerstoff ausgesetzt ist. | Da das Gel durch zwei getrennte Kammern keinem Luftsauerstoff ausgesetzt ist, könnte Acrylamid für die vertikale Gelelektrophorese verwendet werden. |
| Funktion | |
| Horizontale Gelelektrophorese wird häufiger zur Trennung von DNA- und RNA-Mischungen, aber nicht von Proteinen verwendet. | Vertikale Gelelektrophorese wird verwendet, um Proteinmischungen zu trennen. |
Zusammenfassung – Horizontale vs. vertikale Gelelektrophorese
Gelelektrophorese ist eine Labortechnik, die häufig zur Trennung von Mischungen verwendet wird, die DNA-, RNA- und Proteinmoleküle enth alten. Es gibt zwei Methoden der Gelelektrophorese: horizontale und vertikale Gelelektrophorese. Bei der horizontalen Gelelektrophorese ist der Laufpuffer kontinuierlich, während er bei der vertikalen Gelelektrophorese diskontinuierlich ist. Dies ist der Unterschied zwischen horizontaler und vertikaler Gelelektrophorese. Beide Systeme funktionieren nach dem gemeinsamen Prinzip der Gelelektrophorese.
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