ゲル電気泳動は、DNA、RNA、タンパク質などの高分子を分離するために使用される技術です。
DNAとRNAは分子の大きさに基づいて分離され、タンパク質は大きさと電荷の両方に基づいて分離される。
アガロースゲル電気泳動は、DNAとRNAの分離に使用される手法です。
100 bp から 25 kb までの DNA 断片をアガロースゲル電気泳動で分離することができる。
一般に、DNAはリン酸基に負電荷を持つため、正電荷を持つ分子です。
従って、ゲル電気泳動中、DNA はプラス電極に向かって移動する。
ゲル電気泳動法とは？
ゲル電気泳動は、DNA、RNA、タンパク質などの高分子の断片を、その大きさと電荷に基づいて分離するために用いられる手法です。
DNAもRNAも、負電荷を持つリン酸基の存在により、分子全体に等しく負電荷を持っています。
そのため、DNAもRNAも電界をかけると正極に移動する。
また、アガロースゲル電気泳動は、DNAとRNAをそのサイズに基づいて分離するために用いられる手法です。
図1に、ゲル電気泳動によるDNA断片の分離の様子を示す。
図1: 分離されたDNA断片
タンパク質の分離に用いられるゲル電気泳動法は、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法（PAGE）です。
この技術で使用されるタンパク質は、そのサイズと電荷に基づいて分離されます。
PAGEはアガロースゲル電気泳動よりも分離力が高いため、塩基対レベルの差があるDNA断片の分離にも利用できる。
ゲル電気泳動でDNA断片を分離する方法
アガロースゲル電気泳動では、DNA サンプルはローディング色素と混合され、アガロースゲルのウェルにロードされる。
ローディングバッファーには、ゲル上でのDNAサンプルの動きを可視化する追跡用色素が含まれています。
次に、ゲルの両端に電界を印加する。
DNA サンプルは正極に向かって移動する。
電界上での移動速度はDNA断片のサイズに依存します。
塩基対の数が多いDNA分子はゆっくりと移動し、塩基対の数が少ない分子はゲル内を素早く移動します。
したがって、ゲル電気泳動では、DNA断片をその大きさに基づいて分離することができる。
これにより、大きさが降順の一連のDNA断片が生成される。
移動距離とDNA断片の大きさの関係を図2に示す。
図2: 移動距離とDNA断片の大きさの関係
アガロースゲルには、DNA断片が移動するための孔が同じ大きさで開いている。
そのため、小さなDNA断片は孔を通過して速やかに移動するが、大きなDNA断片は孔を通過するのに時間がかかる。
アガロースゲルは、かなり長い距離を移動した後、紫外線で可視化される。
アガロースゲルにはエチジウムブロマイドという紫外線によるDNA染色物質が添加されているので、DNA断片はこの染色物質に絡め取られ、可視化されるのです。
DNA断片のサイズを決定するために、サイズが既知のDNA断片を含むラダーと一緒に試料を走らせる。
結論
ゲル電気泳動は、DNA、RNA、タンパク質分子をそのサイズと電荷に基づいて分離するために使用される技術です。
アガロースゲル電気泳動は、分子の大きさに基づいてDNAを分離するために広く使用されている技術です。
DNA分子がアガロースゲルの細孔を移動する間に、サイズに基づいて分離される。
