Title: Electroforesis de Agarosa
1Electroforesis de Agarosa
- José A. Cardé, PhDLab Biol 3306-GenéticaUniversi
dad de Puerto Rico-Aguadilla
2Objetivos
- Luego de haber completado el ejercicio, los
estudiantes estarán capacitados para - 1. Distinguir entre una electroforesis utilizando
geles de poliacrilamida y una electroforesis
utilizando geles de agarosa. - 2. Explicar los diferentes parámetros que
influyen en la separación de los fragmentos de
DNA. - 3. Preparar un gel de agarosa y separar
fragmentos de DNA en el mismo. - 4. Estimar el peso molecular de los fragmentos de
DNA productos de la digestión con endonucleasas
de restricción.
3Introducción
ELECTROFORESIS
Separación y análisis de macromoléculas (Proteína
s, ADN/ARN) en una matriz gelatinosa al
aplicarles un campo eléctrico
Arne Tiselius 1937 (Nobel 1948)
Moléc. ? cátodo (-) Moléc. - ? ánodo ()
4Factores que afectan la moVilidad
1 Campo eléctrico Diferencia de potencial
(V-voltios) bajo voltaje (10-500 V) Intensidad
(A-amperios) flujo de carga eléctrica. -
depende de V y de R. - Resistencia determinada
por el soporte.
2 Muestra Carga o densidad de carga carga
eléctrica/masa de la molécula Tamaño debido al
poro de la matriz. Forma forma globular vs
lineal avanza más.
5Factores que afectan la mobilidad
3 Amortiguador - pH determina el grado de
solvatación y la carga de las moléculas generalm
ente es ligeramente básico ? moléculas - -
Fuerza iónica generalmente 0.05 o 0.1 M para
que no interfiera
4 Soporte o Matriz - Adsorción - Porosidad
molecular - inversamente proporcional a la
concentración
6Matrices Electroforéticas
- Características
- Gel poroso (tridimensional interno).
- Tiene que permitir el paso de moléculas.
- NO puede estar cargado.
Matriz del gel
Tipos de Soporte (no restrictivo o restrictivo)
no restrictivo (grupo I) papel, almidón, agar,
acetato de celulosa. poro gtgtgt
proteínas. separación sólo por CARGA
restrictivo (grupo II) acrilamida
poros proteínas separación por CARGA y
TAMAÑO
restrictivo (grupo II) acrilamida,
agarosa poros moléculas de DNA/RNA
separación sólo por TAMAÑO
7PAGE Gel de PoliacrilamidaProteinas 0 ácidos
Nucleicos
Soporte (restrictivo) Geles de Agarosa ?
moléculas grandes (0.1-60 kpb) Geles de
Poliacrilamida ? moléculas pequeñas (6-2000 pb)
Electroforesis vertical
Ventajas Gran poder de resolución por CARGA y
por TAMAÑO. Químicamente inertes.
Transparentes (densitograma). Estables (pH,
fuerza iónica, temperatura). Versatilidad en
cuanto al tamaño de poro.
8PAGE Gel de Poliacrilamida
- Aplicaciones
- Separar proteínas
- Determinar peso molecular de una proteína
- Separar proteínas en función de su pI
- Ver si hay una proteína en concreto
9Gel de Agarosa ácidos Nucleicos
Soporte (restrictivo) Geles de Agarosa ?
moléculas grandes (0.1-60 kpb) Geles de
Poliacrilamida ? moléculas pequeñas (6-2000 pb)
Electroforesis horizontal (agarosa)
Separación por TAMAÑO Densidad de carga igual
para todas las moléculas por los grupos
PO4- Buena separación, pobre resolución
10Geles de Agarosa
- Aplicaciones
- Separar, identificar y purificar fragmentos de
DNA o RNA. - Determinar tamaño de un fragmento de DNA.
- Separación de cromosomas enteros
- Secuenciación de DNA.
- Identificación de regiones de unión a proteínas.
- Detectar la presencia de un gen (o secuencia
específica de DNA) en una muestra. - Determinar si se expresa un gen específico
11Geles de Agarosa
Electroforesis horizontal
1. Preparar el gel. 2. Aplicación de la
muestra. 3. Electroforesis. 4. Detección por
tinción con Bromuro de Etidio (BrEt) se
intercala en el DNA y al irradiarlo con luz UV
emite fluorescencia.
12Southern Blot
Interacción DNA-DNA (complementación).
Detectar en una mezcla de DNAs una secuencia de
DNA específica (muy sensible). Detectar la
presencia de un gen, etc.
13Northern Blot
Interacción RNA-DNA (hibridación). Detectar
en una mezcla de RNAs una secuencia de RNA
específica (muy sensible). Expresión génica.
14Determinación de Peso Molecular
- Marcadores de peso molecular
- Mezcla de diferentes proteínas pre-teñidas de
las que conocemos el peso molecular. - Por comparación y extrapolación podemos
averiguar el PM de nuestra proteína.
15Peso Molecular Como determinarlo?
- Es necesario correr, junto a las muestras de
interés un marcador molecular estándar. - Este posee de 5 a 10 fragmentos de DNA a los
cuales se les conoce el peso molecular. - Existe una relación lineal entre el logaritmo del
- peso molecular de las moléculas y la distancia
recorrida en el gel. - Se crea una curva estándar con distancia de
migración en X y el log10 del peso molecular de
los fragmentos de DNA en Y - Usando esa curva extrapolar el peso molecular de
aquellos fragmentos de DNA en estudio.
16Para crear la curva estándar es
necesario 1) Medir la distancia desde el
punto de partida (fosas) del marcador hasta cada
una de las bandas observadas en el marcador.
Estos van en el eje de X. 2) Determinar el
log10 del peso molecular de los fragmentos de DNA
que se encuentran en el marcador estándar. Estos
van en el eje de Y. 3) Unir los puntos con un
best fit line 4) Utilizar la distancia
recorrida por las muestras desconocidas y
extrapolar a la línea recta, determinar el log 10
del peso y buscar el log inverso para determinar
tamaño en bp.
17Gel de Agarosa Peso Molecular
18Preparacion de Gel
- Preparación del gel de agarosa al 1
- Pesar 0.5-0.8 g de agarosa y colocarlos en un
matraz de 200 - Añadir 50-80 ml de amortiguador de la corrida
(TBE 1X), se verá turbia. - Cubrir el matraz con un pedazo de papel de
aluminio (o saran wrap) para evitar la
evaporación al calentar. - Calentar la mezcla hasta que se disuelva la
agarosa (hornillas, microondas), se verá
transparente. - 5. Remover el matraz y dejarlo enfriar hasta
65 ºC. - Añadir 2 µl de bromuro de etidio (10 mg/ml).
19Preparación de la camara y la Gel
- 1. Limpiar y secar el molde y la cámara para
la gel. - Sellar molde para la gel con cinta adhesiva, o
según recomienda el fabricante. Asegurarse que
este bien bien sellada - Verter la agarosa (previamente derretida, ahora
tibia) en el molde de electroforesis previamente
preparado. - Añadir 2 µl de bromuro de etidio (10 mg/ml).
Colocar el peine. - Esperar 15-20 min a que se solidifique,
colocarla en la cámara de amortiguador. - Remover el peine y los sellos.
- Añadir buffer de corrida (TBE/TAE) hasta cubrir
los pozos completamente.
20Preparación de Muestra
- Preparación de la Muestra
- Coloque 20 µl de la muestra de DNA cortado con
las endonucleasas de restricción en un microtubo
de 500 µl. - Añada la cantidad predeterminada de de
amortiguador de la muestra (loading buffer) al
mismo tubo. - Coloque 10 µl de la muestra del DNA sin cortar
con las endonucleasas de restricción en un
microtubo de 500 µl. Añada la cantidad
predeterminada de amortiguador de la muestra. - Coloque 5-7 µl de DNA estándar.
- Sedimente las mezclas centrifugando por 30
segundos. - Coloque los dos tubos en hielo hasta que vaya a
colocar las muestras en el gel.
21Servir muestras y corrida
- Usando pipetas de 2-10 o de 10-100 servir las
muestras en el orden predeterminado - Moléculas estándar en carriles estratégicos
- Muestras desconocidas en carriles
correspondientes - Colocar la tapa del tanque de electroforesis y
conectarla a la caja de electricidad. Verificar
que los polos estén correctamente conectados.
Encender la caja. - Correr la electroforesis a 50-80 V por 40- 75
minutos.
22Observación de Resultados
- Apagar la caja de electricidad.
- Remover la gel cuidadosamente
- Observarla sobre lámpara luz ultravioleta,
fotografiarla. - Utilizando una regla, medir las bandas para luego
preparar la curva de log10 del peso molecular vs
distancia. - Descartar buffer y la gel de acuerdo a las
medidas correspondientes.
23preguntas
- Que es resolución? Como se mejora en una gel?
- Como se cambia el tamaño del poro en una gel?
- Cuales son los componentes del buffer de corrida?
Su importancia? - Cuales son los componentes del buffer de muestra?
Su importancia? - Cual es el uso del los marcadores estándar de
peso molecular? - En que se parecen y en que difieren el Southern
Blot del Northern Blot? Que pregunta de
investigación contesta cada uno?
24Referencias
- Alberts, et, al., (2014). Essential Cell Biology,
3rd Ed, Garland Science Publishing. New York. - Brooker, Robert J. (2014). Genetics Analysis
Principles. (Quinta Edición). New York,
McGraw-Hill Companies, Inc. - Electrophoresis at DNA Learning Center, Cold
Spring Harbor Laboratory (Animation) - Agarose Gel Electrophoresis of DNA at Colorado
State University - Agarose Gel Electrophoresis of Plasmid DNA at
Addgene - Agarose Gel Electrophoresis (PDF)
- Agarose Gel Electrophoresis in You Tube by BioRad
Laboratories