DNA-Elektrophorese ist eine Methode, um DNA-Moleküle nach Länge zu sortieren. DNA-Stücke werden in einer Gelschale suspendiert und einem elektrischen Feld ausgesetzt, wodurch sie zu einem Ende der Schale wandern. Die DNA teilt sich in Banden auf, wobei der Abstand von der Elektrode der Länge des Strangs entspricht. Die Technik spielt eine Rolle bei der Identifizierung von Genen für die Diagnose von Krankheiten und für andere Formen der genetischen Forschung.
Die zu untersuchende DNA wird mit Restriktionsenzymen in einzelne Stränge zerlegt, die die DNA an bestimmten, bekannten Stellen schneiden. Die DNA wird mit einem Farbstoff oder Radioisotop gemischt, das es ermöglicht, ihre Position im Gel zu identifizieren. Anschließend werden die einzelnen Stränge mittels DNA-Elektrophorese voneinander getrennt. Der Prozess beginnt mit der Injektion des abgetrennten genetischen Materials in Vertiefungen, die am Ende einer Gelplatte geschnitten wurden.
An die Gelplatte wird dann ein elektrisches Feld angelegt. DNA hat eine negative elektrische Ladung und wird von der positiven Elektrode angezogen. Das Gel widersteht der DNA, während es sich bewegt; kleinere Stücke können sich leichter durch die Poren im Gel bewegen und wandern so weiter. Bei bekannter Gelpräparation und elektrischer Anwendung kann die Länge eines Segments sehr genau durch die zurückgelegte Strecke bestimmt werden. Es kann dann mit einem Skalpell aus dem Gel geschnitten werden.
Sind die zu trennenden Fragmente sehr kurz, wird ein Polyacrylamidgel verwendet. Für längere Segmente wird ein Agarosegel verwendet. Agarose wird aus Algen hergestellt, während Polyacrylamid ein synthetisches Polymer ist. Die Agarosegele sind viel weniger dicht als die Polyacrylamidgele und lassen größere Moleküle durch. Für sehr lange DNA-Segmente muss ein kürzlich entwickeltes Verfahren namens Pulsed-Field-Gelelektrophorese verwendet werden. Dieser Prozess verwendet ein elektrisches Feld, das ständig subtile Richtungsänderungen erfährt, um sehr lange Stränge richtig ausgerichtet zu halten, während sie sich durch die Agarose bewegen.
Gelelektrophorese kann verwendet werden, um das Vorhandensein von DNA-Strängen bekannter Länge zu identifizieren. Es kann daher verwendet werden, um das Vorhandensein bestimmter Merkmale oder genetischer Krankheiten bei einem bestimmten Individuum zu bestimmen. DNA-Elektrophorese kann auch verwendet werden, um DNA-Stränge für die Rekombination im Rahmen eines gentechnischen Projekts zu isolieren. Es kann auch verwendet werden, um ein genetisches Profil einer Person zum Zwecke der Identifizierung zu erstellen, wie bei Vaterschaftstests oder der kriminalpolizeilichen Forensik.
Die DNA-Elektrophorese wurde erstmals in den 1970er Jahren durchgeführt. Die Gelelektrophorese wurde zur Trennung von Proteinen verwendet, lange bevor sie auf genetisches Material angewendet wurden. Das Verfahren wird seit den 1930er Jahren entwickelt, wobei vorläufige Forschungen bis ins 1800. Jahrhundert zurückreichen. Dem schwedischen Biochemiker Arne Tiselius wird manchmal seine Erfindung zugeschrieben.