Τι είναι η ηλεκτροφόρηση γέλης RNA;

Στη βιοχημεία, η ηλεκτροφόρηση γέλης RNA είναι μια κοινή μέθοδος που χρησιμοποιείται για την ανάλυση του βιολογικού μορίου που ονομάζεται ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Η ηλεκτροφόρηση γέλης διαχωρίζει τα μόρια ανάλογα με το μέγεθος και το φορτίο καθώς «κοσκινίζονται» μέσα από ένα φύλλο κατασκευασμένο από μια ζελατινώδη χημική ουσία. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται συχνότερα σε εργαστήρια για την ανάλυση θραυσμάτων δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) ή RNA, μορίων που περιέχουν τη γενετική πληροφορία ενός οργανισμού. Η ηλεκτροφόρηση γέλης RNA διαφέρει ελαφρώς από την ηλεκτροφόρηση γέλης DNA στη διαδικασία, καθώς τα μόρια RNA, σε αντίθεση με το DNA, είναι μονόκλωνες αλυσίδες που τείνουν να διπλώνουν σε δομές. Αυτό καθιστά τον διαχωρισμό κατά μέγεθος πιο δύσκολο για τα θραύσματα RNA.

Το πρώτο βήμα στην ηλεκτροφόρηση γέλης RNA είναι η απομόνωση μορίων RNA από τα βιολογικά κύτταρα του δείγματος. Ο ιστός του δείγματος διαλύεται σε ένα συγκεκριμένο μείγμα χημικών ουσιών και καθαρίζεται για να απομακρυνθεί το ένζυμο RNase, οι πρωτεΐνες και το DNA. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό το δείγμα να μην έχει μολυνθεί με RNase σε κανένα σημείο της διαδικασίας, επειδή η RNase καταλύει την αποικοδόμηση των μορίων RNA, προκαλώντας τη διάσπασή τους. Αφού καθαριστεί το δείγμα, ψύχεται και προστίθεται άλλη χημική ουσία για να καταβυθιστεί το RNA ή να πέσει ως στερεό από το διάλυμα. Στη συνέχεια το δείγμα τοποθετείται σε φυγόκεντρο, ο οποίος το περιστρέφει με υψηλή ταχύτητα και απομονώνει το στερεό ίζημα στον πυθμένα του σωλήνα δείγματος.

Σε μια διαδικασία ηλεκτροφόρησης γέλης DNA ή RNA, τα καθαρισμένα βιολογικά μόρια προστίθενται σε φρεάτια στο ένα άκρο ενός επίπεδου φύλλου γέλης. Στη συνέχεια περνάει ηλεκτρικό ρεύμα μέσω της γέλης. Δεδομένου ότι τα μόρια DNA και RNA είναι αρνητικά φορτισμένα, έλκονται από το θετικό ηλεκτρόδιο στο μακρινό άκρο της γέλης και μεταναστεύουν μέσω των πόρων της γέλης προς αυτό το άκρο. Οι πόροι στο πήκτωμα είναι σταθερού μεγέθους, επομένως τα μικρότερα θραύσματα του DNA ή του RNA μεταναστεύουν πιο γρήγορα από τα μεγαλύτερα θραύσματα, τα οποία έχουν μεγαλύτερο πρόβλημα στην πλοήγηση μέσα από την πορώδη μήτρα.

Αφού το gel έχει λειτουργήσει για καθορισμένο χρονικό διάστημα, το ηλεκτρικό ρεύμα διακόπτεται και τα αποτελέσματα εξετάζονται. Τα μόρια DNA ή RNA μπορούν να χρωματιστούν και να γίνουν ορατά σε αυτό το σημείο. Κάθε θραύσμα θα εμφανίζεται ως λωρίδα σε διαφορετικό σημείο της γέλης, ανάλογα με το πόσο μακριά ήταν σε θέση να μεταναστεύσει δεδομένου του μεγέθους του. Ο διαχωρισμός των θραυσμάτων κατά μέγεθος μπορεί να είναι χρήσιμος στη σύγκριση δειγμάτων, όπως στην εγκληματολογία, για να προσδιοριστεί εάν υπάρχει ταίριασμα — τα πανομοιότυπα δείγματα θα έχουν ίδια μοτίβα ζωνών.

Στην ηλεκτροφόρηση γέλης RNA, απαιτείται το πρόσθετο στάδιο της μετουσίωσης προτού η γέλη μπορεί να τρέξει. Υπό κανονικές συνθήκες, τα μόρια RNA θα συσσωρευτούν ή θα διπλωθούν σε δευτερεύουσες δομές, επηρεάζοντας την κινητικότητα των θραυσμάτων RNA μέσω της γέλης. Για να μην συμβεί αυτό, το δείγμα RNA πρέπει να μετουσιωθεί προσθέτοντας μια χημική ουσία, όπως φορμαλδεΰδη, στο δείγμα και στο πήκτωμα.