In der Biochemie ist die RNA-Gelelektrophorese eine gängige Methode, um das biologische Molekül namens Ribonukleinsäure (RNA) zu analysieren. Die Gelelektrophorese trennt Moleküle nach Größe und Ladung, während sie durch eine Folie aus einer gelatineartigen chemischen Substanz „gesiebt“ werden. Dieses Verfahren wird am häufigsten in Labors eingesetzt, um Fragmente von Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder RNA zu analysieren, Moleküle, die die genetische Information eines Organismus enthalten. Die RNA-Gelelektrophorese unterscheidet sich im Verfahren geringfügig von der DNA-Gelelektrophorese, da RNA-Moleküle im Gegensatz zur DNA einzelsträngige Ketten sind, die dazu neigen, sich zu Strukturen zu falten. Dies erschwert die Trennung nach Größe für RNA-Fragmente.
Der erste Schritt bei der RNA-Gelelektrophorese ist die Isolierung von RNA-Molekülen aus den biologischen Probenzellen. Das Probengewebe wird in einem spezifischen Chemikaliengemisch gelöst und gereinigt, um das Enzym RNase, Proteine und DNA zu entfernen. Es ist besonders wichtig, dass die Probe zu keinem Zeitpunkt des Prozesses mit RNase kontaminiert wird, da RNase den Abbau von RNA-Molekülen katalysiert und diese zerbricht. Nachdem die Probe gereinigt wurde, wird sie gekühlt und eine andere Chemikalie wird hinzugefügt, um die RNA auszufällen oder als Feststoff aus der Lösung zu fallen. Die Probe wird dann in eine Zentrifuge gegeben, die sie mit hoher Geschwindigkeit dreht und den festen Niederschlag am Boden des Probenröhrchens isoliert.
Bei einem DNA- oder RNA-Gelelektrophoreseverfahren werden die gereinigten biologischen Moleküle in Vertiefungen in einem Ende einer flachen Gelfolie gegeben. Dann wird ein elektrischer Strom durch das Gel geleitet. Da DNA- und RNA-Moleküle negativ geladen sind, werden sie von der positiven Elektrode am anderen Ende des Gels angezogen und wandern durch die Poren im Gel zu diesem Ende. Die Poren im Gel haben eine feste Größe, sodass kleinere Fragmente der DNA oder RNA schneller wandern als größere Fragmente, die mehr Schwierigkeiten haben, durch die poröse Matrix zu navigieren.
Nachdem das Gel eine bestimmte Zeit lang laufen gelassen wurde, wird der elektrische Strom abgeschaltet und die Ergebnisse werden überprüft. An dieser Stelle können die DNA- oder RNA-Moleküle angefärbt und sichtbar gemacht werden. Jedes Fragment erscheint als Bande an einer anderen Stelle im Gel, je nachdem, wie weit es aufgrund seiner Größe wandern konnte. Die Trennung von Fragmenten nach Größe kann beim Vergleich von Proben wie in der Forensik nützlich sein, um festzustellen, ob eine Übereinstimmung vorliegt – identische Proben haben identische Bandenmuster.
Bei der RNA-Gelelektrophorese ist der zusätzliche Denaturierungsschritt erforderlich, bevor das Gel laufen kann. Unter normalen Bedingungen verklumpen oder falten sich RNA-Moleküle zu Sekundärstrukturen, was die Mobilität der RNA-Fragmente durch das Gel beeinträchtigt. Um dies zu verhindern, muss die RNA-Probe durch Zugabe einer Chemikalie wie Formaldehyd zur Probe und zum Gel denaturiert werden.