Il gel di poliacrilammide è una soluzione comunemente usata nell’elettroforesi, il processo di separazione di molecole o particelle di diverse dimensioni facendole passare attraverso un gel e applicando corrente elettrica. Esistono diverse ricette per il gel di poliacrilammide, ma in genere contiene acrilammide, acqua, un tampone, persolfato di ammonio (APS) e tetrametiletilendiammina (TEMED). Questo gel funziona come una matrice che separa i composti in base alla loro carica e dimensione; maggiore è l’acrilammide nella soluzione gel, migliore è la separazione delle molecole più piccole. Tipicamente questo gel viene utilizzato per la separazione di proteine e DNA.
Nell’elettroforesi, un campo elettrico fa sì che le particelle cariche si muovano attraverso un gel, che funziona come un setaccio per separare le particelle di dimensioni diverse. Il gel assorbirà il calore prodotto dalla corrente elettrica. Il gel di poliacrilammide è comunemente usato in queste procedure, ma può essere usato anche l’agarosio, un’altra sostanza chimica che crea un gel simile.
I gel possono essere realizzati a concentrazione variabile, con quantità di acrilammide che vanno dal 6% circa al 15%. Quando si mescola il gel, l’acrilammide non è polimerizzata, il che significa che rimane come singole molecole. L’aggiunta di altre sostanze chimiche che promuovono il legame, come TEMED, fa sì che le molecole si leghino insieme formando lunghe catene, la parte “poli” del poliacrilammide.
Il vantaggio principale del gel di poliacrilammide è che il numero di legami di legame e la durezza possono essere controllati in base alla quantità iniziale di acrilammide e TEMED aggiunta. Un fattore principale nella concentrazione di acrilammide è la dimensione della molecola analizzata. Più piccoli sono i composti che vengono separati, più acrilammide è necessaria; le particelle molto piccole vengono separate utilizzando la concentrazione più alta, il 15%.
L’acrilammide agisce controllando la quantità di attrito nel gel; la durezza del gel determina la quantità di attrito. I composti di grandi dimensioni si muoveranno più lentamente attraverso il gel poiché c’è naturalmente più attrito o resistenza a causa delle loro dimensioni. I composti più piccoli si muovono più velocemente, poiché c’è meno attrito. Per evitare che piccoli composti si allontanino dal gel, viene aggiunta più acrilammide per creare più attrito.
Il gel di poliacrilammide del DNA viene utilizzato per separare i filamenti di DNA di diversa lunghezza. Pezzi di DNA si separeranno da appena un nucleotide, i composti che compongono ciascun filamento. Per sapere quali pezzi si riferiscono alle dimensioni specifiche, viene comunemente eseguito uno standard che contiene frammenti di dimensione nota insieme a campioni. I pezzi di DNA vengono quindi confrontati con lo standard e viene determinata la dimensione del filamento.
Una procedura simile viene utilizzata per determinare la dimensione delle proteine, molto spesso quelle nel sangue. Il sangue contiene due tipi principali di proteine: globulina, una proteina di grandi dimensioni, e albumina sierica, una proteina molto piccola e carica negativamente. La separazione con gel di poliacrilammide viene utilizzata per determinare la quantità di ciascun tipo.