Belangrijk verschil - Horizontale versus verticale gelelektroforese
Gelelektroforese is een laboratoriumtechniek die in de genetica wordt gebruikt om mengsels die DNA, RNA en andere eiwitten bevatten te scheiden op basis van hun respectievelijke lading en moleculaire grootte. DNA, RNA of eiwitten die bij deze methode moeten worden gescheiden, worden door een gel geleid die kleine poriën bevat. De moleculen worden door een elektrisch veld door de gel gedreven. De moleculen gaan door de poriën van de gel en de snelheid van de beweging is omgekeerd evenredig met hun respectieve lengtes. Daarom zullen moleculen met een lagere molecuulgrootte sneller bewegen dan moleculen met een hoger molecuulgewicht. Het elektrische veld wordt gegenereerd door het verschil in lading aan twee uiteinden van de gel. Het ene uiteinde bevat een positieve lading en het andere uiteinde bevat een negatieve lading. Omdat DNA- en RNA-moleculen negatief geladen zijn, zullen ze naar het positief geladen uiteinde van de gel worden aangetrokken. Gelelektroforese kan van twee verschillende methoden zijn: horizontale gelelektroforese en verticale gelelektroforese. Bij horizontale gelelektroforese is de gel aanwezig in een horizontale oriëntatie en wordt deze ondergedompeld in een continu lopende buffer die in de gelbox zelf aanwezig is. Bij verticale gelelektroforese is het buffersysteem verticaal georiënteerd en discontinu met twee kamers aan de boven- en onderkant met respectievelijk een kathode en een anode. Dit is het belangrijkste verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese.
Wat is horizontale gelelektroforese?
Horizontale gelelektroforese maakt gebruik van de basistheorie voor het scheiden van DNA-, RNA- of eiwitmoleculen op basis van hun respectievelijke moleculaire grootte en lading. Bij deze techniek is de gel aanwezig in een horizontale oriëntatie en wordt ondergedompeld in een buffer die continu is. Agarosegel wordt gebruikt om de gelbox in twee compartimenten te scheiden. Het ene uiteinde van de gelbox bevat een anode, terwijl het andere uiteinde een kathode bevat. Wanneer een stroom wordt aangelegd, maakt de buffer die in deze techniek wordt gebruikt, het creëren van een ladingsgradiënt mogelijk. Wanneer de lading wordt aangebracht, heeft de gel de neiging om op te warmen. De buffer fungeert tevens als koelmiddel, waardoor de temperatuur optimaal blijft. Recirculatie van de loopbuffer voorkomt de vorming van een pH-gradiënt. Een discontinu buffersysteem kan niet worden gebruikt bij horizontale gelelektroforese, aangezien de twee compartimenten van het gelsysteem worden verbonden met de loopbuffer. Acrylamide wordt gebruikt tijdens gelelektroforese om eiwitmengsels te scheiden.
Figuur 01: Horizontale gelelektroforese
Bij horizontale gelelektroforese kan acrylamide niet worden gebruikt omdat de gelbox wordt blootgesteld aan zuurstof. Door de aanwezigheid van zuurstof wordt de polymerisatie van acrylamide geremd en dit verstoort de vorming van de gel. Horizontale gelelektroforese is een moeiteloze methode die wordt gebruikt bij de scheiding van DNA en RNA.
Wat is verticale gelelektroforese?
Verticale gelelektroforesetechniek werkt volgens de primaire theorie van gelelektroforese, maar wordt als complexer beschouwd dan de horizontale gelelektroforesemethode. Deze techniek maakt gebruik van een discontinue buffer. Een kathode bevindt zich in de bovenste kamer en de anode bevindt zich in de onderste kamer. De in elk compartiment aanwezige elektroden zorgen voor het benodigde elektrische veld. Tussen de twee gemonteerde glasplaten wordt een dun laagje gel gegoten. Daarom wordt het bovenste gedeelte van de gel ondergedompeld in de bovenste kamer en wordt het onderste gedeelte van de gel ondergedompeld in de kamer aan de onderkant. Zodra de stroom is toegepast, beweegt een klein deel van de buffer door de gel naar de onderste kamer van de bovenste kamer. De stroom die in deze techniek wordt toegepast, is van minuuteenheden.
Figuur 02: Verticale gelelektroforese
Bij verticale gelelektroforese stroomt de buffer alleen door de gel. Dit maakt een nauwkeurige regeling van de spanningsgradiënt tijdens de scheidingsfase mogelijk. Acrylamidegel kan worden gebruikt omdat de compartimenten niet worden blootgesteld aan zuurstof uit de lucht. Door de kleinere poriegrootte van acrylamidegel kan een nauwkeurige scheiding worden bereikt met een hogere resolutie.
Wat zijn de overeenkomsten tussen horizontale en verticale gelelektroforese?
- Beide systemen werken volgens de basistheorie van gelelektroforese.
- Anode en kathode worden gebruikt om het vereiste elektrische veld in beide systemen te leveren.
Wat is het verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese?
Horizontale versus verticale gelelektroforese |
|
| Horizontale gelelektroforese is een gelelektroforesetechniek waarbij de gel in een horizontale oriëntatie aanwezig is. | Verticale gelelektroforese is een gelelektroforesetechniek waarbij de gel verticaal wordt georiënteerd. |
| Buffer | |
| Horizontale gelelektroforese bestaat uit een continue buffer. | De loopbuffer is discontinu bij verticale gelelektroforese. |
| Gebruik van acrylamide | |
| Acrylamide kan niet worden gebruikt voor horizontale gelelektroforese omdat de gelbox wordt blootgesteld aan atmosferische zuurstof. | Omdat de gel niet wordt blootgesteld aan zuurstof uit de lucht vanwege twee afzonderlijke kamers, kan acrylamide worden gebruikt voor verticale gelelektroforese. |
| Functie | |
| Horizontale gelelektroforese wordt vaker gebruikt voor de scheiding van DNA- en RNA-mengsels, maar niet voor eiwitten. | Verticale gelelektroforese wordt gebruikt om eiwitmengsels te scheiden. |
Samenvatting – Horizontale versus verticale gelelektroforese
Gelelektroforese is een laboratoriumtechniek die veel wordt gebruikt bij de scheiding van mengsels die moleculen van DNA, RNA en eiwitten bevatten. Er zijn twee methoden voor gelelektroforese: horizontale en verticale gelelektroforese. Bij horizontale gelelektroforese is de loopbuffer continu, terwijl deze bij verticale gelelektroforese discontinu is. Dit is het verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese. Beide systemen werken volgens het algemene principe van gelelektroforese.
Download PDF-versie van horizontale versus verticale gelelektroforese
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese.
