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Les techniques d'électrophorèse séparent les molécules d'ADN en fonction de leurs tailles; Des techniques similaires pour les protéines peuvent les séparer en fonction de leur taille ou de leur charge. Dans les deux cas, le gel à travers lequel les molécules migrent est préparé à l'aide d'une solution tampon, un produit chimique qui stabilise le pH. Le capuchon remplit plusieurs rôles essentiels en électrophorèse.
Courant
Le gel d'électrophorèse fonctionne en appliquant un courant électrique à la plaque de gel immergée dans le tampon. Les molécules d'ADN sont chargées négativement, et les protéines peuvent être chargées négativement en les dénaturant d'abord, puis en les traitant avec du dodécyl sulfate de sodium (SDS). Les protéines ou les molécules d'ADN migrent de la cathode chargée négativement vers l'anode chargée positivement. L'eau, cependant, est un véhicule plutôt médiocre dans le courant - elle ne le transporte efficacement que lorsqu'elle y dissout des substances, les ions chargés se déplaçant dans un champ électrique. La solution tampon a une concentration d'ions plus élevée (force ionique plus élevée), ce qui lui permet de transporter beaucoup plus de courant que l'eau pure.
Changement de PH
Le pH mesure la concentration de l'ion hydrogène. Le changement de pH peut modifier la charge nette des molécules, telles que les protéines ou l'ADN, provoquant une migration plus lente (ou plus rapide). En effet, ces molécules ont des parties basiques acceptant les ions hydrogène (protons) et de nombreuses parties acides pouvant donner des protons. Lorsqu'un acide donne un proton, il se charge négativement; quand une base accepte un proton, au contraire, elle se charge positivement. À mesure que la concentration en ions hydrogène dans la solution augmente, les protéines et l'ADN deviennent moins chargés négativement (ou plus positivement). Le pH auquel une molécule, comme une protéine, n'a pas de charge s'appelle un point isoélectrique. Les tampons stabilisent le pH dans le gel à un niveau où l'ADN sera chargé négativement et migrera à volonté.
Gel d'empilage
Les tampons jouent un rôle encore plus complexe dans une sorte d'électrophorèse appelée SDS-PAGE, ou électrophorèse sur dodécylsulfate de sodium, sur gel de polyacrylamide. C'est l'une des techniques les plus courantes pour l'analyse des protéines. Ils sont dénaturés par traitement thermique, puis recouverts de dodécylsulfate de sodium et ajoutés ensuite au gel, qui s’écoule généralement à la verticale. Le gel a deux régions, l'une d'empilement (dans la partie supérieure) et l'autre de dessous. Le gel d’empilement est préparé avec un tampon différent, de sorte que son pH est inférieur à celui du gel en cours d’exécution, de plus, sa force ionique est moindre. Ces deux facteurs entraînent un empilement de la protéine, de sorte que tout se passe dans le gel en même temps. Cet effet contribue à assurer la séparation des protéines dans le gel en fonction de leur taille.
Cap électrophorèse de l'ADN
Les deux tampons les plus courants pour l'électrophorèse sur gel d'ADN sont l'EDTA au tris-acétate et l'EDTA au tris-borate, l'EDTA désignant l'acide éthylènediaminetétraacétique. C'est important car il sert de chélateur pour les ions magnésium, en les retirant de la solution. Ces ions étant des cofacteurs essentiels pour les enzymes appelées ADN qui cassent l'ADN, l'EDTA dans le tampon constitue une précaution supplémentaire pour éviter tout problème avec l'ADN.