La electroforesis en gel bidimensional (2D) es un método que utilizan los científicos para separar y analizar mezclas de proteínas separando primero bandas de proteínas a lo largo de dos ejes diferentes. Es una técnica que se utiliza con mayor frecuencia cuando se trata de mezclas de proteínas complicadas o gruesas, a menudo con tamaños de proteínas superpuestos. La electroforesis en gel 2D se diferencia de la electroforesis en gel unidimensional porque el primer método emplea la separación de proteínas en función de dos características proteicas diferentes, mientras que la electroforesis en gel unidimensional generalmente separa proteínas en función de una única característica, como el tamaño de la proteína.
La electroforesis en gel se utiliza a menudo en la investigación para separar moléculas aprovechando el hecho de que muchas moléculas biológicas, como el ADN, tienen carga eléctrica. Este hecho puede ser utilizado en beneficio de los científicos porque las moléculas cargadas pueden separarse por tamaño a través de un sustrato poroso como la agarosa aplicando un gradiente de voltaje a través de un gel iónico poroso. Con el tiempo, las moléculas pasarán a través de este gel, hacia la carga opuesta a la carga natural de la molécula. Las moléculas pequeñas y las moléculas muy cargadas se mueven más rápido que las moléculas grandes o las proteínas que tienen una carga débil. En la electroforesis en gel 2D, después de separar las proteínas a través de una única característica, que crea un gradiente, se puede girar un gel hacia los lados para separar las bandas previamente resultantes en función de una segunda característica.
La electroforesis en gel 2D a menudo emplea cargas moleculares de proteínas como una característica mediante la cual los agregados de proteínas pueden separarse en proteínas de un solo componente. La masa de proteínas es otra característica común utilizada para separar proteínas en electroforesis en gel 2D. Después de que las proteínas se procesan en un gel a través de un solo carril en electroforesis en gel unidimensional, ese gel puede centrifugarse, tirando las proteínas más pesadas hacia abajo más rápido que las proteínas más pequeñas y menos masivas. La dirección del tirón es perpendicular a la dirección en la que las proteínas se extrajeron a través del gel debido a la atracción de una carga eléctrica a través de un gradiente de voltaje.
La electroforesis tiene muchos usos en estudios moleculares, incluida la separación de proteínas basada en características sintetizadas, como el etiquetado de proteínas. La separación de proteínas basada en una masa característica también se utiliza cuando las proteínas se marcan con otras moléculas. Esta técnica se puede utilizar con estos complejos de proteínas porque las proteínas etiquetadas caerán más fácilmente a través de un gel que las proteínas no etiquetadas.
Si bien muchos geles de separación en laboratorios están hechos de agarosa, la separación de proteínas mediante electroforesis en gel 2D se realiza mejor en geles de poliacrilamida. Estos tipos de geles se utilizan en Western Blots y otros ensayos basados en el tamaño de las proteínas. La agarosa se usa con más frecuencia para la separación de segmentos de ADN.