If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание

Электрофорез в полиакриламидном геле

Введение в электрофорез ДНК в геле. Как его используют для разделения фрагментов ДНК или других макромолекул.

Хотите присоединиться к обсуждению?

Пока нет ни одной записи.
Знаете английский? Нажмите здесь, чтобы увидеть обсуждение, которое происходит на английской версии сайта.

Транскрипция к видео

представьте что у нас есть несколько пробирок в которых находятся растворы с фрагментами днк и представьте что нас интересует раствор в 1 пробирки нам нужно узнать насколько длинные фрагменты днк в нем содержатся сколько их сколько в них пар оснований вы скажете так давайте достанем их и пересчитаем вот только проблема в том что они очень очень маленькие и с ними очень сложно работать даже очень длинный фрагмент днк в котором скажем около 5000 пар оснований будет иметь длину от 1 до 2 микрометров и это если ее полностью вытянуть я уже не говорю о том какой диаметр у этого фрагмента если даже в длину он составит от 1 до 2 микрометров это очень очень мало это одна две тысячных долей миллиметра поэтому у нас не получится достать днк из пробирки физически и изучить тогда как это сделать к тому же у нас есть еще две пробирки как узнать длину фрагментов днк в этих пробирках в этом нам поможет технология под названием электрофорез в геле причем она может быть полезна не только при работе с днк но из рнк белками и прочими макромолекулами давайте запишем электрофорез в геле этот метод так называется потому что для него нужен специальный гель нужен электрический заряд а слова фарес переводится с греческого как перенос фрагменты днк будут переноситься через гель под действием зарядах таким образом фарес обозначает движение фрагментов днк и так как это делается вот здесь перед вами установка для электрофореза здесь мы видим гель помещенный в буферный раствор чаще всего используется а грозный гель ага роза это полисахарид получаемый из морских водорослей он буквально представляет собой гель то есть состоит из желирующего материала дальше мы помещаем образец например из первой пробирки вот в это углубление лунку в гилли сделаны несколько лунок образец из 2 пробирки скажем можно поместить вот в эту лунку образец из 3 пробирки мы поместим вот в эту лунку кусок геля напомню плавает в буферном растворе представляющим собой воду с солью буферный раствор не даст уровню ph колебаться больше определенных пределов когда на всю эту конструкцию будет подан заряд если уровень ph станет слишком кислотным или слишком щелочным это может повлиять на днк или на заряд днк и так как я уже сказал на всю эту конструкцию мы подадим заряд со стороны лунок в которую мы поместили образцы днк поставим отрицательный электрод с противоположной стороны мы поставим положительный электрод в основе всего процесса лежит тот факт что в условиях естественного уровня ph молекула днк имеет отрицательный заряд давайте вернёмся к изображению из предыдущих видео и убедимся вот они отрицательные заряды на фосфат нам остове и что произойдет дальше когда мы подключим электроды к источнику электричество и на дальний от нас стороне образуется отрицательный заряд она ближний положительный днк начнёт перемещаться от отрицательного заряда к положительному и давайте подумаем какие фрагменты переместятся дальше длинные или короткие с одной стороны кажется что длинные фрагменты имеют больший отрицательный заряд поэтому они должны переместиться дальше с другой стороны их масса тоже больше значит отношение заряда к массе будет у всех фрагментов одинаковое вне зависимости от длины так вот оказалось что на дальность перемещения в первую очередь влияет размер как вы помните здесь у нас находится огородный гель и ученые до сих пор точно не знают как именно молекулы днк перемещаются внутри этого полисахарида но если представить себе гель как некую сетку или решетку то более мелким предметам легче пройти сквозь ячейки по сравнению с более крупными и если подождать некоторое время то например вот эта днк может переместится вот сюда я обозначаю новое положение образца тем же цветом что и сам образец здесь днк переместилась скажем вот сюда чуть ближе а из следующей лунки часть днк переместилась вот сюда а часть чуть подальше и так вы подключаете электричество уходите спустя какое то время возвращаетесь и наблюдайте вот такое перемещение чем дольше вы подождете тем дальше переместятся изучаемые фрагменты но если подождать слишком долго они дойдут до края геля и выпадут в раствор из этой картины мы можем сделать вывод что вот здесь находятся самые короткие фрагменты днк зеленые чуть по длиннее а оранжевые еще длиннее причем оранжевый образец представляет собой смесь двух образцов самого длинного и чуть более короткого или же мы можем представить что там есть еще третий вид очень короткие фрагменты днк которые добрались вот до этого места однако такая картина дает нам относительной длины как нам измерить эти фрагменты для этого нам понадобится некий эталон ный раствор под названием днк маркер такие растворы свободно продаются в интернет-магазинах он помещается в соседнюю лунку обозначу его розовым цветом и в результате электрофореза разделяется на несколько фрагментов часть эталонного раствора окажется вот здесь часть вот здесь еще одна часть например вот здесь и дальше мы заглядываем в инструкцию к нашему днк маркеру и смотрим какой фрагмент какой длине днк соответствует у разных днк маркеров эти значения могут различаться но пусть в нашем случае вот эта отметка соответствует фрагментам днк длиной 5 тысяч пар оснований вот эта отметка пусть означает полторы тысячи пар оснований а вот это пусть соответствует пятисотом парам оснований и теперь при помощи эталонного раствора мы можем определить примерную длину всех фрагментов днк в 1 пробирки у нас были фрагменты днк чуть длиннее 500 пар оснований но гораздо короче полутора тысяч во второй пробирке фрагменты днк чуть чуть длиннее полутора тысяч пар оснований потому что фрагменты из эталонного раствора длиной полторы тысячи оснований переместились чуть чуть дальше таким образом мы можем более точно определить длину фрагментов днк в интересующих нас образцах причем в зависимости от наших нужд от приблизительной оценке изучаемых нами фрагментов мы можем подобрать наиболее подходящий нам днк маркер чтобы измерить их как можно точнее теперь давайте рассмотрим еще один вопрос скажем вы увидели что метка оказалось вот здесь и вы спросите это что один фрагмент днк вспомните размеры конечно же нет это очень очень очень много молекул днк причем это не значит что они все вытянуты перпендикулярно контейнеру как вы помните фрагмент днк из пяти тысяч пар оснований если его вытянуть будет иметь длину всего лишь от 1 до 2 микрометров мы никак не сможем его увидеть это тысячные доли миллиметра а значит каждая такая отметка это очень очень очень много молекул днк если бы каждая из них было такого размера она не смогла бы продвинуться сквозь полисахарид нагель и вам наверное интересен еще один вопрос как именно увидеть эти метки как мы можем увидеть переместившись 1 к тем более что это очень-очень маленькие молекулы для этого в днк добавляется специальное вещество которое делает их видимыми она может окрашивать молекулы или подсвечивать их при определенных условиях чаще всего для этой цели используются бромистый эти де бромистый 5 идей называют интер коллирую щим агентом а вот здесь на иллюстрации мы видим молекулы бромистого этила между двумя цепями днк также здесь видны связанные пар оснований так вот эти идеи умеет помещаться внутри молекулы днк без образования связи с ней такое явление называется интерполяцией эти де размещается между ступенями лестницы днк а при облучении ультрафиолетом он начинает светиться таким образом если добавить бромистый тедеев образцы днк потом подождать когда они переместятся в геле а затем включить ультрафиолетовый свет днк станут флуоресцирующий me и мы сможем увидеть эти метки невооруженным глазом и здесь у меня есть иллюстрация показывающая как это выглядит в реальной жизни примерно вот здесь находится лунка с днк маркером в результате электрофореза образовалась вот такая лесенка например в инструкции может быть указано что вот этот фрагмент соответствует пяти тысячам пар оснований вот здесь полторы тысячи пар оснований а вот это 500 пар оснований а рядом мы поместили образец с днк подождали какое-то время и у или что образец переместился вот сюда чуть-чуть не добравшись до отметки 500 пар оснований следовательно вот это яркое пятно состоит из фрагментов днк длиной чуть больше 500 пар оснований и гораздо меньше чем полторы тысяч оснований повторюсь из образца может получиться не один такой фрагмент а несколько например вот здесь может оказаться еще одна метка в районе полутора тысяч пар оснований и вы наверняка встречались с подобными иллюстрациями когда где-то ведут речь о генетическом анализе часто показывают людей которые смотрят на такие снимки результатов электрофореза в геле теперь вы знаете что это такое и что здесь изображена и напомню это не одна цепь днк это много много молекул днк меченых специальной краской бромистый мы сидим или чем-то подобном и эти молекулы переместились внутри геля благодаря поданному на него заряду они старались убежать от отрицательного электрода к положительному и чем меньше молекула тем дальше они могут продвинуться сквозь толщу а грозного геля спасибо что посмотрели наше видео надеемся что вам понравилось поддержите наш проект подпиской и посмотрите остальные видео из этой темы