Verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese

Belangrijkste verschil - Horizontale versus verticale gelelektroforese
 

Gelelektroforese is een laboratoriumtechniek die in de genetica wordt gebruikt om mengsels te scheiden die DNA, RNA en andere eiwitten bevatten in overeenstemming met hun respectieve lading en moleculaire grootte. DNA, RNA of eiwitten die bij deze methode moeten worden gescheiden, worden door een gel gevoerd die kleine poriën bevat. De moleculen worden door de gel gedreven door een elektrisch veld. De moleculen passeren de poriën van de gel en de snelheid van de beweging is omgekeerd evenredig met hun respectieve lengten. 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 worden aangetrokken naar het positief geladen uiteinde van de gel. Gelelektroforese kan van twee verschillende methoden zijn: horizontale gelelektroforese en verticale gelelektroforese. Bij horizontale gelelektroforese is de gel in een horizontale oriëntatie aanwezig en wordt ondergedompeld in een continue loopbuffer die in de gelbox zelf aanwezig is. Bij verticale gelelektroforese is het buffersysteem verticaal georiënteerd en is het discontinu met twee kamers aan de bovenkant en de bodem met respectievelijk een kathode en een anode. Dit is het belangrijkste verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is horizontale gelelektroforese
3. Wat is Verticale gelelektroforese
4. Overeenkomsten tussen horizontale en verticale gelelektroforese
5. Vergelijking zij aan zij - Horizontale versus verticale gelelektroforese in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is horizontale gelelektroforese?

Horizontale gelelektroforese maakt gebruik van de basistheorie voor scheiding van DNA-, RNA- of eiwitmoleculen in overeenstemming met hun respectievelijke molecuulgrootte en lading. Bij deze techniek is de gel in een horizontale oriëntatie aanwezig 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 toegepast, maakt de buffer die in deze techniek wordt gebruikt het mogelijk een ladingsgradiënt aan te maken. Wanneer de lading wordt aangebracht, heeft de gel de neiging op te warmen. De buffer functioneert ook als een koelmiddel, dat de temperatuur op optimale niveaus houdt. Recirculatie van de loopbuffer voorkomt de vorming van een pH-gradiënt. Een discontinu buffersysteem kan niet worden gebruikt in horizontale gelelektroforese, omdat de twee compartimenten van het gelsysteem met de loopbuffer worden verbonden. Acrylamide wordt gebruikt tijdens gelelektroforese om eiwitmengsels te scheiden.

Figuur 01: Horizontale gelelektroforese

Bij horizontale gelelektroforese kan acrylamide niet worden gebruikt, omdat de gelbox aan zuurstof wordt blootgesteld. Vanwege de aanwezigheid van zuurstof wordt polymerisatie van acrylamide geremd en dit interfereert met 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?

De techniek van verticale gelelektroforese functioneert volgens de primaire theorie van gelelektroforese, maar het wordt beschouwd als complexer dan de horizontale gelelektroforese methode. 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 elektroden die in elk compartiment aanwezig zijn, verschaffen het vereiste elektrische veld. Een dunne laag gel wordt gegoten tussen de twee gemonteerde glasplaten. 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. Zodra de stroom is toegepast, beweegt een klein deel van de buffer naar de onderste kamer vanuit de bovenste kamer door de gel. De stroom toegepast in deze techniek is van zeer kleine eenheden.

Figuur 02: Verticale gelelektroforese

Bij verticale gelelektroforese stroomt buffer alleen door de gel. Dit maakt een nauwkeurige regeling van de gradiënt van spanning tijdens de scheidingsstap mogelijk. Acrylamidegel kan worden gebruikt omdat de compartimenten niet worden blootgesteld aan atmosferische zuurstof. Door de kleinere poriegrootte van acrylamidegel kan een precieze 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 verschaffen.

Wat is het verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese?

Horizontale versus verticale gelelektroforese
Horizontale gelelektroforese is een gelelektroforese-techniek waarbij de gel in een horizontale oriëntatie aanwezig is.	Vertical Gel Electrophoresis is een gelelektroforese techniek waarbij de gel verticaal is georiënteerd.
Buffer
Horizontale gelelektroforese bestaat uit een continue buffer.	De loopbuffer is discontinu in verticale gelelektroforese.
Gebruik van Acrylamide
Acrylamide kan niet worden gebruikt voor horizontale gelelektroforese, aangezien de gelbox wordt blootgesteld aan atmosferische zuurstof.	Omdat de gel niet wordt blootgesteld aan atmosferische zuurstof als gevolg van twee afzonderlijke kamers, zou acrylamide kunnen 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 mengsels van eiwit te scheiden.

Samenvatting - Horizontale versus verticale gelelektroforese

Gelelektroforese is een laboratoriumtechniek die op grote schaal 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 bij verticale gelelektroforese het discontinu is. Dit is het verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese. Beide systemen werken volgens het algemene principe van gelelektroforese.

Download de PDF-versie van Horizontale versus verticale gelelektroforese

U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden, zoals per citaatnotitie. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen horizontale en verticale gelelektroforese.

Referenties:

1. Warren, Chad M., et al. "Verticale agarosegelelektroforese en elektroblotten van eiwitten met een hoog molecuulgewicht." Elektroforese, vol. 24, nee 11, 2003, pp. 1695-1702., Doi: 10.1002 / elps.200305392.
2. "Horizontale en verticale gelsystemen - het horizontale gelsysteem." Nationale diagnose, Beschikbaar Hier. Betreden op 28 augustus 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Gel elektroforese apparaat" door Jeffrey M. Vinocur - Eigen werk (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia
2. "Polyacrylamide-gelelektroforese van eiwitten" door Jean-Etienne Minh-Duy Poirrier uit Bruxelles, België - Eiwitten in een 1D-gelelektroforese (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia