480 likes | 1.97k Views
JEL ELEKTROFOREZİ SDS-PAGE. FFMBG103. JEL ELEKTROFOREZİ. Büyüklük, yük ve konformasyon bakımından birbirlerinden farklılık gösteren yüklü makromolekülleri (protein, nükleik asit) iyonik bir ortamda birbirinden ayırtetmek için kullanılır.
E N D
JEL ELEKTROFOREZİSDS-PAGE FFMBG103
JEL ELEKTROFOREZİ • Büyüklük, yük ve konformasyon bakımından birbirlerinden farklılık gösteren yüklü makromolekülleri (protein, nükleik asit) iyonik bir ortamda birbirinden ayırtetmek için kullanılır. • Protein yada DNA/RNA elektriksel bir ortamda makromolekülün yükü ile doğru orantılı ancak şekli ve büyüklüğü ile ters orantılı bir hızda hareket ederler. • Aminoasit, peptit, nukleotit, nukleik asit; yüklü moleküller • Net yüke göre elektriksel ortamda hareket, ya pozitif (anot) ya da negatif (katot) kutuba • DNA/RNA fosfat grupları nedeni ile sabit – yüklü olup pozitif elektroda doğru hareket ederler
Bir partikülün göç oranını etkileyen faktörler • Elektriksel alan gücüne • Partikülün net yüküne • Elektroforez ortamının yoğunluğu
Elektroforez tipleri • Poliakrilamit jel elektroforezi (PAGE): proteinler ve DNA sekans analizinde 500 bç nin altındaki nükleik asitleri ayrılabilir • Native PAGE • Native Gradient PAGE • Urea PAGE • SDS PAGE • SDS Gradient PAGE • IEF • 2D PAGE • Western Blot • Agaroz jel elektroforezi: 50 kb a kadar büyüklükteki nükleik asitlerin ayırt edilmesi • Pulse field Jel elektoforezi: 10 Mb a kadar büyüklükteki moleküllerin ayırımı
PAGE’in kullanım alanları • Araştırmalarda sıklıkla kullanılır • Protein ve nükleik asitlerin saflıklarının kontrolü • Oligonukleotit sekans analizi • Proteinlerin molekül ağırlıklarının ve izoelektrik pH larının belirlenmesi • Protein ve enzim eldesi • Western blotlama
PAGE • Poliakrilamit-matriks • Akrilamid- ana gövdeyi oluşturur • N,N metilen bisakrilamit- çapraz bağlanmalardan sorumludur • N,N,N’,N’tetrametiletilendiamin (TEMED)- katalizör • Amonyum persülfat (APS)- radikal oluşumu-polimerizasyonnun başlaması
SDS-PAGE- Proteinlerin denatüre edildikleri sistem • NATIVE PAGE- Proteinlerin denatüre edilmeden doğal halleriyle analiz edildikleri sistem
Proteinlerin denatürasyonu neden gereklidir? • Molekülün büyüklüğü ve üç boyutlu yapısı bulunduğu ortamdaki hareketini etkiler • Aynı büyüklükteki protein molekülünün ikincil, üçüncül ve dördüncül yapılarının kaldırılması aynı hızda hareketini sağlar • Deterjan kullanımı-Denatürasyon-SDS Hidrofobik etkileşimleri çözer, negatif yükü nedeniyle protein yapısına negatif yük katar
SDS yapısı • Proteinlerin üç boyutlu yapısını kırar Protein-lineer yapı ve negatif yük kazanır SDS öncesi Yüklü R grupları Hidrofobik alanlar SDS sonrası Eğer proteinler denatüre edilip elektriksel ortama bırakılırsa proteinlerin hepsi aynı hızda, büyüklüklerine bakılmaksızın pozitif kutba doğru hareket edeceklerdir
Sorun: Farklı büyükkükteki proteinleri aynı ortamda nasıl farklı hızda yürütebiliriz? • Poliakrilamit ortam Akrilamit/bisakrilamit: 19/1 maksimum çapraz bağlama Polimerizasyon ve çapraz bağlanma. Akrilamit/bisakrilamit oranı ve her iki bileşenin toplam konsantrasyonu finalde ortaya çıkan jel matriksin por büyüklüğünü, ve katılığını etkiler. Bu ise yürüyecek proteinlerin hızını etkiler
SDS-PAGE • Vakit alıcıdır • Oksijen varlığı polimerizasyonu engeller, bu sebeple cam plakalar arasına dökülür • Gözenek oluşumu kimyasal bir işlem olduğundan çok düzenli ve tek tip gözenek büyüklüğünde matriks oluşturulur • Gözenek büyüklüğü kullanılan akrilamid miktarı ile ters orantılıdır. 7% poliakrilait jel %12 lik olandan daha büyük gözenek içerir • Akrilamit nörotoksiktir • Polimerleşince tehlike arzetmez • Çok sayıda çapraz zincirler ve dallanmalar küçük moleküllerin daha hızlı hareketini sağlar
Kullanılan tampon • Yürütme tamponu Jel içerisinde ve elektroforez tankında istenilen değerde pH değerinin sabitlenmesini sağlar . Tris-glisin-SDS tamponu 0.025MTris,0.192MGlisin,%0.1SDS,pH8.3 Bu tampon sistemi bir poliakrilamit matrikstemoleküler ağ etkisiyle denatüre protein-SDS kompleksini ayırır. Matrisin por büyüklüğü proteinlerin ayrılma etkinliğini belirler ve proteinlerin moleküler ağırlığına bağlıdır
Poliakrilamid jel birbirinden belli uzaklıkta (0,5-2,0 mm)tutulan iki cam tabaka arasında ve genelde 8-10 cm ya da 10-10 cm boyutunda hazırlanır.DNA dizileme çalışmalarında daha çok 20-40 cm boyutunda hazırlanır. • Polimerizasyon sırasında jelin üst kısmına yerleştirilen plastik bir tarak jelde küçük kuyucukların oluşumunu sağlar .Polimerizasyondan sonra tarak çıkarılır,kuyucuklar tuzları ve polimerize olmamış akrilamidi yok etmek üzere tamponla yıkanır. • Jel kaseti iki tampon arasına yerleştirilir;kuyucuklara örnekler konulur ve akım geçirilir. • Elektroforez bitiminde görüntüleme için jel uygun boya ile boyanır.
Jelin hazırlanması ve dökümü Kuyucuklar İstifleme jeli Ayırma (koşturma) jeli Tampon
Koşturma jeli (tamponu 1.5MTris-Cl,pH8.8) • Toplam jelin ¾’ünü oluşturur • Elektroforez sırasında separasyonun sağlandığı kısım • Gözenekli bir yapıdadır • Jelde gözeneklerin büyüklüğü jeli oluşturmak için birbirlerine çapraz bağlarla bağlanan akrilamid monomerlerinin konsantrasyonu ile ilgilidir. • % Akrilamid & örnek moleküler ağırlığına göre belirlenir
Por büyüklüğü ve akrilamid konsantrasyonuna göre proteinlerin ayrılmaları
İstifleme (yükleme) jeli (tamponu 0.5 M Tris-Cl,pH6.8) • Separasyon jeli polimerleşince onun üzerine dökülür ve hemen ardından üzerine tarak yerleştirilerek örnek kuyucukları oluşturulur
Örnek hazırlığı ve jele yükleme • Protein izolasyonu • Konsantrasyonunun belirlenmesi • Örneklerin denatürasyonu: örnek tamponu ile karıştırmak; 95 oC’de 5-10 dak. İnkübasyon • Yükleme (örnek tamponu) : 0.125M Tris, %4 SDS, %20 Gliserol, %10 β-merkaptoetanol, Bromophenol blue
Camların %70 lik alkol ve saf su ile temzilendikten sonra düzeneğe yerleştirilmesi ve jellerin dökülmesi tarağın yerleştirilmesi
Jellerin boyanması • Coomassie Blue boyama Coomassie R: Jel üzerinde yaklaşık 100 ng proteini tespit edebilir Coomassie G: 10 ng proteini tespit edebilir • Floresan boyalar • Spesifik, 1 ng dan daha az proteinleri tespit edebilir, nükleik asitleri boyamaz • Silver staining (gümüş boyama): Hassas bir teknik, • Proteinlerin jel matriksine tespiti, gümüş iyonlarının proteinlere bağlanması, formamid ileredüksiyon, görüntülme
Protein büyüklüklerinin hesaplanması Rf (hareket)
Protein büyüklüklerinin hesaplanması • Her bir Standart bandın ilerleme yolu yükleme boyasının gittiği yolun uzunluğuna bölünür: Rf değeri
Kaynakça • B429 Moleküler Biyolojide temel teknikler uygulama klavuzu ( Doç Dr. Özlem Osmanağaoğlu, Araş. Gör. Fatma Kıran • http://www.tulane.edu/~wiser/methods/homework/HW5_key.pdf • http://radio.cuci.udg.mx/bch/EN/SDS.html • webgentech.org/uploads/protocol/tr/sds.pdf • tip.kocaeli.edu.tr/docs/tibbi.../laboratuvarIII.doc