アガロースとポリアクリルアミドの違いとは?分かりやすく解説!

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アガロースとポリアクリルアミドの大きな違いは、アガロースが主にDNAの分離に用いられるアガロースゲル電気泳動(AGE)に対して、ポリアクリルアミドは主にタンパク質の分離に用いられるポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)であることです。

さらに、アガロースは50~20,000bpのDNA断片を分離できるのに対し、ポリアクリルアミドは5~500bpのDNA断片まで分離でき、より高い分離力があります。

さらに、アガロースゲルはテーブルの上に平らに置いて水平に走行するのに対し、ポリアクリルアミドゲルはテーブルの上に立てて垂直に走行する。

アガロースとポリアクリルアミドは、DNA、RNA、タンパク質などの高分子をそのサイズと電荷に基づいて分離するために用いられる主要な2種類のゲルです。

主な対象分野

  1. アガロースとは
         – 定義、組成、用途
  2. ポリアクリルアミドとは
         – 定義、組成、用途
  3. アガロースとポリアクリルアミドの類似点とは?
         – 共通点の概要
  4. アガロースとポリアクリルアミドの違いについて
         – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

アガロース、DNA、ゲル電気泳動、ポリアクリルアミド、解像力

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アガロースとは

アガロースとは、アガロースゲル電気泳動(AGE)に使用される天然の多糖類ポリマーです。

しかし、それは複雑な分子の混合物であり、アガロースの主成分は寒天です。

重要なことは、アガロースゲルの中では、DNAの大きな断片をその大きさに基づいて分離することが可能であるということです

通常、DNAはマイナスに帯電した分子であり、電界がかかるとプラスの電極に向かって走ります。

また、アガロースゲルの内部にある孔が、DNAの大きさによる分離を担っています。

Agarose vs Polyacrylamide:図1 アガロースゲル電気泳動法

さらに、アガロースゲルはらせん状のアガロース分子が集合してチャネルや細孔を形成した3次元マトリックスです。

しかし、その孔の大きさは一様ではない。

そのため、結果の再現が難しい。

一方、取り扱いが簡単で、キャストもしやすい。

また、ゲルが冷えるとアガロースが固まる。

ポリアクリルアミドとは?

ポリアクリルアミドとは、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)の調製に使用される物質です。

基本的には、アクリルアミドとビスアクリルアミドの2つの分子が架橋したもので、アクリルアミドは、アクリルアミドとビスアクリルアミドが架橋したものです。

また、アクリルアミドは、アクリロニトリルがニトリルヒドラターゼという酵素によって水和されたものです。

これらに加え、粉末状であるため、人の神経系に毒性があります。

アクリルアミドは、水を加えると重合してポリアクリルアミドになる。

What is the Difference Between Agarose and Polyacrylamide 図2:PAGE

さらに、ポリアクリルアミドゲルには、ネイティブポリアクリルアミドゲルと変性ゲルの2つの段階があります。

一般に、ネイティブポリアクリルアミドゲルでは、生体分子の高次構造がそのまま維持される。

しかし、変性ゲルでは、変性剤、特にSDS(ドデシル硫酸ナトリウム)が生体分子を変性させ、その移動度がサイズに依存するようになる。

例えば、ポリアクリルアミドゲルは、タンパク質やオリゴヌクレオチド、tRNAなどの小さな核酸を分離するのに重要です。

アガロースとポリアクリルアミドの類似点

  • アガロースとポリアクリルアミドは、DNA、RNA、タンパク質などの生体分子の分離に使われるゲルの代表的なものです。
  • そのため、分子生物学や生化学の分野では重要な役割を担っています。
  • これらの生体分子は、電界をかけると電極間を移動し、帯電した分子がマトリックス内を移動します。
  • そのため、どちらのゲルも生体分子のサイズと電荷に基づいて分離することができる。

アガロースとポリアクリルアミドの違い

定義

アガロースは寒天の主成分で、特に電気泳動用ゲルに使用される。

ポリアクリルアミドとは、アクリルアミドを重合した合成樹脂です。

水溶性高分子で、安定化ゲルの形成に用いられる。

メイキング

アガロースは海藻由来の複合多糖類、アクリルアミドはアクリロニトリルをニトリルヒドラターゼで消化したものです。

組成

アガロースは多数の分子で構成され、ポリアクリルアミドは大きな1つの分子で構成されています。

ゲル

アガロースゲルは糖の長鎖が結合して網目状になっており、ポリアクリルアミドゲルはアクリルアミドとビスアクリルアミドを化学的に架橋して分子ふるいを作ったものです。

設定

アガロースは冷えると固まるが、ポリアクリルアミドは架橋すると化学反応により固まる。

ランコンフィギュレーション

アガロースは横長ゲル、ポリアクリルアミドは縦長ゲルです。

プロパティ

アガロースゲルの細孔径は、ゲル中のアガロース濃度が高いほど小さくなります。

ポリアクリルアミドゲルは、アクリルアミドとビスアクリルアミドの比率で細孔径が決まります。

ゲルの代表的な濃度

アガロースゲルの代表的な濃度は0.5~2%程度、ポリアクリルアミドゲルの代表的な濃度は6~15%程度です。

生体分子の分離

アガロースゲルは主にPCRの産物のような大きなDNA断片の分離に、ポリアクリルアミドゲルはタンパク質やオリゴヌクレオチド、miRNA、tRNAなどの小さな核酸の分離に重要です。

DNAの分離

アガロースは約50-20,000bpのDNAを、ポリアクリルアミドは約5-500bpのDNAを分離することができます。

解像力

アガロースゲルは比較的解像度が低く、ポリアクリルアミドゲルは解像度が高い。

DNAの構成

アガロースゲルは通常2本鎖のDNAを分離し、ポリアクリルアミドゲルは1本鎖のDNAを分離する。

プロフェッショナル

アガロースゲルは無毒で扱いやすく、ポリアクリルアミドゲルは再現性の高い結果を得ることができる。

短所

アガロースゲルは孔の大きさが均一でなく、ポリアクリルアミドゲルは強力な神経毒を含んでいる。

結論

アガロースは海藻の多糖類で、主にDNAの大きな断片を分離するためのゲルの製造に重要です。

また、水平方向のゲルであり、解像力は比較的低い。

一方、ポリアクリルアミドもゲルの一種で、主にタンパク質の分離に使用される

また、解像度が高いため、小さな核酸の分離にも重要です。

さらに、アクリルアミドとビスアクリルアミドを化学反応によって架橋したものです。

一方、ポリアクリルアミドは縦長のゲルです。

したがって、アガロースとポリアクリルアミドの主な違いは、組成、設定、解像力です。

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