Definición y Explicación de la Electroforesis

Electroforesis es el término usado para describir el movimiento de partículas en un gel o fluido dentro de un campo eléctrico relativamente uniforme. La electroforesis se puede usar para separar moléculas en función de la carga, el tamaño y la afinidad de unión. La técnica se aplica principalmente para separar y analizar biomoléculas, tales como ADN, ARN, proteínas, ácidos nucleicos, plásmidos y fragmentos de estas macromoléculas. La electroforesis es una de las técnicas utilizadas para identificar el ADN fuente, como en las pruebas de paternidad y la ciencia forense.

La electroforesis de aniones o partículas cargadas negativamente se llama anaforesis. La electroforesis de cationes o partículas cargadas positivamente se llama cataforesis.

La electroforesis fue observada por primera vez en 1807 por Ferdinand Frederic Reuss de la Universidad Estatal de Moscú, quien notó que las partículas de arcilla migraban en agua sometida a un campo eléctrico continuo.

Cómo Funciona la Electroforesis

En la electroforesis, hay dos factores principales que controlan la rapidez con la que una partícula puede moverse y en qué dirección. Primero, la carga en la muestra es importante. Las especies cargadas negativamente son atraídas al polo positivo de un campo eléctrico, mientras que las especies cargadas positivamente son atraídas al extremo negativo. Una especie neutra puede ionizarse si el campo es lo suficientemente fuerte. De lo contrario, no tiende a verse afectado.

El otro factor es el tamaño de partícula. Los iones y moléculas pequeños pueden moverse a través de un gel o líquido mucho más rápido que los más grandes.

Mientras que una partícula cargada es atraída por una carga opuesta en un campo eléctrico, existen otras fuerzas que afectan la forma en que se mueve una molécula. La fricción y la fuerza de retardo electrostático ralentizan el progreso de las partículas a través del fluido o gel. En el caso de electroforesis en gel, la concentración del gel se puede controlar para determinar el tamaño de poro de la matriz de gel, que influye en la movilidad. También está presente un tampón líquido, que controla el pH del entorno.

A medida que las moléculas pasan a través de un líquido o gel, el medio se calienta. Esto puede desnaturalizar las moléculas y afectar la velocidad de movimiento. El voltaje se controla para tratar de minimizar el tiempo requerido para separar moléculas, mientras se mantiene una buena separación y se mantienen intactas las especies químicas. A veces, la electroforesis se realiza en un refrigerador para ayudar a compensar el calor.

Tipos de Electroforesis

La electroforesis abarca varias técnicas analíticas relacionadas. Los ejemplos incluyen:

• electroforesis de afinidad - La electroforesis de afinidad es un tipo de electroforesis en la que las partículas se separan en función de la formación de complejos o la interacción bioespecífica
• electroforesis capilar - La electroforesis capilar es un tipo de electroforesis utilizada para separar iones dependiendo principalmente del radio atómico, la carga y la viscosidad. Como su nombre indica, esta técnica se realiza comúnmente en un tubo de vidrio. Produce resultados rápidos y una separación de alta resolución.
• electroforesis en gel - La electroforesis en gel es un tipo de electroforesis ampliamente utilizado en el que las moléculas se separan por movimiento a través de un gel poroso bajo la influencia de un campo eléctrico. Los dos materiales de gel principales son agarosa y poliacrilamida. La electroforesis en gel se usa para separar ácidos nucleicos (ADN y ARN), fragmentos de ácido nucleico y proteínas.
• inmunoelectroforesis - Inmunoelectroforesis es el nombre general dado a una variedad de técnicas electroforéticas utilizadas para caracterizar y separar proteínas en función de su reacción a anticuerpos.
• electrotransferencia - La electrotransferencia es una técnica utilizada para recuperar ácidos nucleicos o proteínas después de la electroforesis transfiriéndolos a una membrana. Los polímeros fluoruro de polivinilideno (PVDF) o nitrocelulosa se usan comúnmente. Una vez que se ha recuperado la muestra, se puede analizar más a fondo utilizando tinciones o sondas. Una transferencia western es una forma de electrotransferencia utilizada para detectar proteínas específicas utilizando anticuerpos artificiales.
• electroforesis en gel de campo pulsado La electroforesis de campo pulsado se usa para separar macromoléculas, como el ADN, cambiando periódicamente la dirección del campo eléctrico aplicado a una matriz de gel. La razón por la que se cambia el campo eléctrico es porque la electroforesis en gel tradicional es incapaz de separar eficientemente moléculas muy grandes que tienden a migrar juntas. Cambiar la dirección del campo eléctrico da a las moléculas direcciones adicionales para viajar, de modo que tengan un camino a través del gel. El voltaje generalmente se conmuta entre tres direcciones: una que corre a lo largo del eje del gel y dos a 60 grados a cada lado. Aunque el proceso lleva más tiempo que la electroforesis en gel tradicional, es mejor para separar piezas grandes de ADN.
• enfoque isoeléctrico - El enfoque isoeléctrico (IEF o electroenfoque) es una forma de electroforesis que separa moléculas en función de diferentes puntos isoeléctricos. La IEF se realiza con mayor frecuencia en proteínas porque su carga eléctrica depende del pH.