Bei der Gelelektrophorese wird ein elektrischer Strom an eine Gelmatrix angelegt, die Proben von DNA, RNA oder Protein enthält. Der elektrische Strom bewirkt, dass sich die Protein- oder Nukleinsäuremoleküle durch das Gel bewegen, wodurch die Trennung von Molekülen unterschiedlicher Größe ermöglicht wird. Diese Technik wird verwendet, um Moleküle einer bestimmten Größe aus einer Mischung von Nukleinsäuren oder Proteinen nachzuweisen oder zu isolieren.
Der erste Schritt im Gelelektrophoreseprotokoll besteht darin, einen Gelblock in einen kleinen Vorratstank zu geben. Das Gel besteht aus einer Verbindung, die bei Raumtemperatur einen Feststoff bildet und eine neutrale Ladung hat. Der Tank, der den Gelblock enthält, wird dann mit so viel einer speziellen Gelelektrophorese-Pufferlösung gefüllt, dass das Gel vollständig bedeckt ist.
An einem Ende des Gelblocks befindet sich eine Reihe kleiner Vertiefungen. In jede Vertiefung wird eine kleine Menge einer DNA- oder Proteinprobe gegeben. Jedes einzelne Well enthält eine experimentelle Probe mit einem unbekannten Nukleinsäure- oder Proteingemisch. Eine zusätzliche Vertiefung enthält eine Kontrollprobe mit einer Mischung aus Nukleinsäure oder Protein bekannter Größe. Jede Probe, einschließlich der Kontrolle, wurde mit einem Farbstoff gemischt, um die Position der Proben nach Abschluss der Elektrophorese zu identifizieren.
Nachdem alle diese Aufbauarbeiten abgeschlossen sind, wird die Elektrophorese durch Anlegen eines elektrischen Stroms an den Vorratsbehälter, in dem sich das Gel befindet, eingeleitet. Der elektrische Strom treibt die Probenmoleküle mit einer Geschwindigkeit durch das Gel, die proportional zur Größe des Moleküls ist. Kleinere Moleküle wandern schnell durch das Gel, während größere langsam wandern. Auf dem Weg der Moleküle werden sie entsprechend ihrer Größe auf dem Gel getrennt.
Wenn der farbige Farbstoff das andere Ende des Gels erreicht, wird der elektrische Strom entfernt und das Gel wird mit einer Lösung gefärbt, die die Farbe des Farbstoffs verstärkt. Schließlich wird das Gel „gelesen“, indem gemessen wird, wie weit jedes Molekül während der für die Elektrophorese zugelassenen Zeit gereist ist. Diese Informationen können verwendet werden, um die Größe jedes Moleküls in jeder der Proben zu berechnen.
Es gibt verschiedene Arten von experimentellen Techniken, die Elektrophorese verwenden. In einem Southern-Blot wird Agarosegelelektrophorese verwendet, um Fragmente von DNA oder RNA zu isolieren. Der Western Blot verwendet Polyacrylamid-Gelelektrophorese, um Proteine aus einer Mischung zu isolieren. Jede dieser Techniken wird verwendet, um nach einer bestimmten vordefinierten Nukleinsäure- oder Proteinsequenz zu suchen. Elektrophorese- und Blotting-Techniken werden in vielen Bereichen der biologischen Forschung sowie in der Medizin und Forensik eingesetzt.