avainero 1D- ja 2D-geelielektroforeesi on ominaisuudet, joita käytetään proteiinien erottamiseen geelielektroforeesissa. 1D-geelielektroforeesi erottaa proteiinit vain molekyylipainon perusteella, kun taas 2D-geelielektroforeesi erottaa proteiinit sen isoelektrisen pisteen ja molekyylipainon perusteella.
Proteiinien erottaminen geelielektroforeesilla on tärkeä tekniikka karakterisoida proteiineja. Proteiineilla on erilaisia ominaisuuksia; siksi erottaminen on monimutkaisempaa verrattuna DNA-erotukseen agaroosigeelielektroforeesilla.
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on 1D-geelielektroforeesi
3. Mikä on 2D-geelielektroforeesi
4. Yhdenmukaisuudet 1D- ja 2D-geelielektroforeesissa
5. Vertailu rinnakkain - 1D / 2D-geelielektroforeesi taulukkomuodossa
6. Yhteenveto
1D-geelielektroforeesi, joka tunnetaan myös nimellä yksiulotteinen geelielektroforeesi, on menetelmä proteiinien erottamiseksi molekyylipainon perusteella. Proteiinien erottelu tapahtuu pääasiassa polyakryyliamidigeelielektroforeesilla. Geelielektroforeesin käsitteen perusteella molekyylit erottuvat molekyylipainon ja varauksen ominaisuuksiltaan.
Siksi, jotta saadaan tasainen varaus proteiineille, natriumdodekyylisulfaatti (SDS) -käsittely suoritetaan ennen geelielektroforeesia. SDS denaturoi proteiinit ja tarjoaa tasaisen negatiivisen varauksen proteiinille; kun sähkökentän käyttö tapahtuu, proteiinit siirtyvät positiiviseen päähän niiden molekyylipainonsa perusteella. Siten erotuksessa otetaan huomioon vain yksi ominaisuus. Siksi tätä menetelmää kutsutaan 1D-geelielektroforeesiksi.
Kuva 01: 1D-geelielektroforeesi
1D-geelielektroforeesin aikana proteiinit erotetaan niiden molekyylipainon perusteella. Tässä suhteessa pienempien painojen molekyylit kulkeutuvat nopeammin geelissä verrattuna suurimolekyylipainoisiin proteiineihin. Siten korkeapainoiset proteiinit pysyvät lähellä kuoppia.
2D-geelielektroforeesi tai kaksiulotteinen geelielektroforeesi erottaa proteiinit kahden ominaisuuden perusteella. Nämä kaksi ominaisuutta ovat proteiinin isoelektrinen piste ja molekyylipaino. Tämä proteiinierottelumenetelmä lisää proteiinierottelun resoluutiota. Proteiinin isoelektrinen piste riippuu pH: sta, jossa proteiini on neutraali.
Kuva 02: 2D-geelielektroforeesi
Siten 2D-geelielektroforeesissa proteiinin annetaan käydä kiinteällä pH-gradientilla ensimmäisessä ulottuvuudessa. Toisessa ulottuvuudessa proteiinit erotetaan käyttämällä pystysuoraa tai vaakasuoraa polyakryyliamidigeelielektroforeesia. Siten proteiinit erottuvat molekyylipainonsa perusteella toisessa ulottuvuudessa.
Lisäksi tämä geelielektroforeesimenetelmä lisää proteiinien erottelun resoluutiota. Siksi erotetut proteiinit ovat puhtaampia. Tekniikan kustannukset ovat kuitenkin paljon korkeammat kuin yhden ulottuvuuden geelielektroforeesi.
Avainero 1D- ja 2D-geelielektroforeesissa on se, että 1D-geelielektroforeesi erottaa proteiinit vain molekyylipainon perusteella, kun taas 2D-geelielektroforeesi erottaa proteiinit sekä isoelektrisen pisteen että molekyylipainon perusteella. Tästä 1D- ja 2D-geelielektroforeesin välisestä peruserosta johtuen myös proteiinien erottelun resoluutio ja kahden tekniikan kustannukset vaihtelevat. 2D-geelielektroforeesi osoittaa korkeaa resoluutiota kuin 1D-geelielektroforeesi. 2D-geelielektroforeesi on kuitenkin kalliimpaa kuin 1D-geelielektroforeesi.
Alla on infografia yhteenveto erotuksesta 1D- ja 2D-geelielektroforeesissa.
Proteiinien erottelu riippuu monista tekijöistä. 1D-geelielektroforeesi erottaa proteiinit vain molekyylipainon perusteella. Kaksiulotteinen tai 2D-geelielektroforeesi lisää kuitenkin proteiinierottelun resoluutiota. Lisäksi 2D-geelielektroforeesi erottaa proteiinit isoelektrisen pisteen ja molekyylipainon perusteella. Siksi nämä tiedot ovat tärkeitä proteiinien jatkokäsittelyssä ja proteomiikan alalla. Siksi tämä on yhteenveto erotuksesta 1D- ja 2D-geelielektroforeesissa.
1. Galeva, Nadezhda ja MichailAltermann. "Yksi- ja kaksiulotteisen geelielektroforeesin vertailu erotustyökaluna rotan maksan mikrosomien proteomiseen analyysiin: sytokromit P450 ja muut kalvoproteiinit." Proteomics, Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto, kesäkuu 2002, saatavana täältä.
1. ”Elektroforeesi - 1D-geelikaivojen täyttäminen proteiiniseoksella”. Jean-Etienne Poirrier - 1D-geelikaivojen täyttäminen proteiiniseoksella (CC BY-SA 2.0) Commons Wikimedia -sivuston kautta
2. ”2D-elektroforeesi” - Kansallinen terveysinstituutti - Syöpätutkimuksen nanobiologiaohjelman keskus, Kansallinen terveysinstituutti (Public Domain) Commons Wikimedia -sivuston kautta