L’elettroforesi del DNA è un metodo utilizzato per ordinare le molecole di DNA in base alla lunghezza. Pezzi di DNA sono sospesi in un vassoio di gel e sottoposti a un campo elettrico, che li fa migrare verso un’estremità del vassoio. Il DNA si separa in bande, con la distanza dall’elettrodo corrispondente alla lunghezza del filamento. La tecnica svolge un ruolo nell’identificazione dei geni per la diagnosi delle malattie e per altre forme di ricerca genetica.
Il DNA da studiare viene suddiviso in singoli filamenti utilizzando enzimi di restrizione che tagliano il DNA in punti specifici e noti. Il DNA viene miscelato con un colorante o un radioisotopo che consentirà di identificare la sua posizione nel gel. I singoli filamenti vengono quindi separati l’uno dall’altro mediante elettroforesi del DNA. Il processo inizia iniettando il materiale genetico separato nei pozzetti che sono stati tagliati all’estremità di una lastra di gel.
Un campo elettrico viene quindi applicato alla lastra di gel. Il DNA ha una carica elettrica negativa ed è attratto dall’elettrodo positivo. Il gel resiste al DNA mentre si muove; i pezzi più piccoli si muovono più facilmente attraverso i pori del gel e quindi viaggiano più lontano. Data una nota preparazione del gel e applicazione elettrica, la lunghezza di un segmento può essere determinata in modo molto preciso dalla distanza che percorre. Può quindi essere tagliato dal gel usando un bisturi.
Se i frammenti da separare sono molto corti, si utilizza un gel di poliacrilammide. Per i segmenti più lunghi viene utilizzato un gel di agarosio. L’agarosio è composto da alghe, mentre il poliacrilammide è un polimero sintetico. I gel di agarosio sono molto meno densi dei gel di poliacrilammide e consentono il passaggio di molecole più grandi. Per segmenti di DNA molto lunghi, deve essere utilizzato un metodo recentemente sviluppato chiamato elettroforesi su gel a campo pulsato. Questo processo utilizza un campo elettrico che subisce costantemente sottili cambiamenti di direzione per mantenere i filamenti molto lunghi orientati correttamente mentre si muovono attraverso l’agarosio.
L’elettroforesi su gel può essere utilizzata per identificare la presenza di filamenti di DNA di lunghezza nota. Può quindi essere utilizzato per determinare l’esistenza di determinati tratti o malattie genetiche all’interno di un dato individuo. L’elettroforesi del DNA può essere utilizzata anche per isolare filamenti di DNA per la ricombinazione come parte di un progetto di ingegneria genetica. Può anche essere utilizzato per creare un profilo genetico di un individuo ai fini dell’identificazione, come nei test di paternità o nella medicina legale.
L’elettroforesi del DNA è stata eseguita per la prima volta negli anni ‘1970. L’elettroforesi su gel è stata utilizzata per separare le proteine molto prima di essere applicata al materiale genetico. Il processo è in fase di sviluppo dagli anni ‘1930, con ricerche preliminari che risalgono al 1800. Il biochimico svedese Arne Tiselius è talvolta accreditato della sua invenzione.