El proceso de electroforesis utiliza un campo de carga eléctrica para separar las partículas cargadas. Se usa comúnmente en biología para separar moléculas de ADN o proteínas. Se pueden usar varios procedimientos, dependiendo del tipo y tamaño de las moléculas a separar, pero todos los procedimientos requieren una fuente de carga, un medio de soporte y una solución tampón.
Todos los procedimientos de electroforesis separan moléculas en función de su carga y tamaño. Se aplica un campo eléctrico a las moléculas y, dado que las moléculas están cargadas eléctricamente, esto da como resultado una fuerza que actúa sobre las moléculas. Cuanto mayor sea la carga de la molécula, mayor será la fuerza aplicada por el campo eléctrico y más se moverá la molécula a través del medio de soporte. El tamaño también afecta qué tan lejos se moverá una molécula: una molécula grande no se moverá tan lejos como una molécula pequeña con la misma carga. La relación de carga a masa de una molécula determina qué tan lejos se mueve a través del medio de soporte.
Varios tipos de geles son el medio de soporte más utilizado para la electroforesis. Los geles pueden estar en forma de placa o tubo. Las placas de gel permiten analizar muchas muestras al mismo tiempo, por lo que son el método más utilizado en los laboratorios. Los geles en tubo, sin embargo, permiten una mejor resolución de los resultados de la muestra, por lo que a veces son una mejor opción para la electroforesis de proteínas.
El gel de agarosa es una sustancia común que se utiliza para la electroforesis de ADN y otros ácidos nucleicos. La agarosa crea una estructura de poros grandes, por lo que las moléculas grandes que a menudo deben pasar por el gel para analizar el ADN pueden moverse más fácilmente. Sin embargo, generalmente se usa un tipo diferente de gel si el objetivo es secuenciar moléculas de ADN más pequeñas. Este gel, llamado gel de poliacrilamida desnaturalizante o simplemente gel de secuenciación, da resultados con una resolución mucho más alta. Los resultados permiten a un científico distinguir entre dos segmentos de ADN que difieren en un solo par de bases.
Los geles de acrilamida se utilizan típicamente para la separación de proteínas. El proceso más común se llama electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecil sulfato de sodio (SDS-PAGE). SDS es un detergente que desnaturaliza las proteínas. El gel se ejecuta con un tampón que contiene una capa de iones de baja movilidad y una capa de iones de alta movilidad. Estas capas ayudan a separar las proteínas según su tamaño. A veces, las proteínas también se procesan en geles nativos, que no desnaturalizan las proteínas.
Dos técnicas más avanzadas son la electroforesis capilar y 2-D. El procedimiento capilar fuerza las moléculas a través de un tubo capilar con la carga eléctrica y da resultados muy precisos. La electroforesis 2-D separa moléculas a lo largo de un eje xy un eje y. Las moléculas están separadas por tamaño a lo largo de un eje y por carga a lo largo del otro eje.