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Lexikon der Biologie: Elektrophorese

Elektrophorese w [von *elektro- , griech. phorēsis = das Tragen; Adj. elektrophoretisch], die Wanderung gelöster ionischer Verbindungen (Ionen) im elektrischen Feld. Besonders die Gelelektrophorese in Agarose- (Agar) und Polyacrylamidgelen ( vgl. Abb. ) sowie die Papierelektrophorese sind wichtige Verfahren zur Trennung ionischer Verbindungen. Weitere früher übliche Verfahren mit anderen Trägermaterialien wie Kiesel- und Stärkegelen oder Celluloseacetatfolien haben heute kaum noch Bedeutung. Da zahlreiche biologisch wichtige Molekülklassen ionische Gruppen aufweisen (Amine, Aminosäuren und andere Carbonsäuren, Nucleotide, phosphorylierte Zucker und Lipide, Peptide, Proteine, Nucleinsäuren), ist die analytische und präparative Bedeutung elektrophoretischer Techniken für die Biochemie, Molekularbiologie, Physiologie und Klinische Chemie heute kaum zu überschätzen. Spezielle Formen der Elektrophorese sind die Puls-Feld-Gelelektrophorese von Nucleinsäuren, die SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese, die Disk-Elektrophorese, die elektrische Fokussierung (isoelektrische Fokussierung), die zweidimensionale Gelelektrophorese und die Immunelektrophorese von Proteinen. Das sichtbare Bandenmuster aufgetrennter Stoffe, das man nach Papier- oder Gelelektrophorese auf Papierstreifen bzw. in Gelen erhält (oder photographisch festhält), wird als Elektropherogramm bezeichnet. Farblose Verbindungen müssen zur Entwicklung ihrer Elektropherogramme nach der Elektrophorese durch Anfärben mit entsprechenden Reagenzien (z.B. Ninhydrin für Aminosäuren, Coomassie-Brillantblau und Silbernitrat [Silberfärbung] für Proteine, Ethidiumbromid [Ethidiumion] für Nucleinsäuren) sichtbar gemacht werden. Elektropherogramme radioaktiver Stoffe werden durch Autoradiographie entwickelt. Daneben können Nucleinsäuren und Proteine mittels verschiedener blotting-Techniken auf Membranen transferiert und anschließend identifiziert und/oder quantifiziert werden. Blaue Nativ-Polyacrylamid-Gelelektrophorese, Direkt-blotting-Elektrophorese, Gegenstromelektrophorese, Kapillarelektrophorese, Kreuzelektrophorese, Lipoproteinelektrophorese, O'Farrell-Gelelektrophorese, Polyacrylamid-Gelelektrophorese, Rocket-Immunelektrophorese, Serumelektrophorese, Svedberg (T.), Tiselius (A.W.K.).



Elektrophorese

Schema zur Auftrennung eines Proteingemisches durch Gelelektrophorese in einem Polyacrylamidgel: Der elektrische Strom wird mittels einer Gleichspannungsquelle (ca. 200 V) erzeugt. Das Polyacrylamidgel befindet sich in einem Glasröhrchen. Nach der Elektrophorese wird das Gel aus dem Röhrchen gelöst; die aufgetrennten Proteinbanden werden angefärbt.

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