Transcript Elektroforezės samprata ir metodo pristatymas

Elektroforezės samprata ir
metodo pristatymas
Parengta pagal mokytojos Reginos Mongirdienės ir
Molėtų gimnazijos mokinių darbą
Vidurinio ugdymo bendrosiose programose
(patvirtinta Lietuvos Respublikos švietimo ir
mokslo ministro 2011 m. vasario 21 d. įsakymu
Nr. V-269 (Žin., 2011, Nr. 26-1283) rašoma:
Išplėstinis kursas:
2.1.9. Apibūdinti elektroforezę kaip baltymų ir
DNR tyrimo metodą, taikomą medicinoje,
pavyzdžiui, kraujo cheminei sudėčiai nustatyti
ir paveldimosioms ligoms diagnozuoti.
Uždaviniai



Išsiaiškinti, kas yra elektroforezė.
Aptarti šio metodo panaudojimo galimybes.
Susipažinti su elektroforezės veikimo principu.
Trumpa elektroforezės istorija
• Žodis „elektroforezė“
sudarytas iš dviejų dalių:
graikiškai elektron reiškia
gintaras, t. y. elektrinis, ir
phore – nešėjas.
• 1948 m. už elektroforezės
metodo ir absorbcijos tyrimus
švedas Upsalos universiteto
Svedbergo laboratorijos
asistentas Arnė Tiselijus gavo
Nobelio premiją. Elektroforezė
yra senas ir plačiausiai
naudojamas analizinis
metodas.
Arnė Tiselijus (1902–1971 m.)
Žodynėlis




Adsorbcija – dujinės ar skystosios medžiagos
kaupimasis ant kitos medžiagos paviršiaus.
Analitinis metodas – loginio mąstymo
procesas.
Izoelektrinis taškas – toks pH, kuriame
molekulės (ar rečiau kitoks paviršius) neturi
elektrinio krūvio.
Konformacija – sudarymas.
Elektroforezės samprata


Elektroforezė – krūvį turinčių (įkrautų) molekulių
judėjimas elektriniame lauke.
Elektroforezė yra metodas, kurį taikant atskiriami
kūno skysčių, pavyzdžiui, kraujo plazmos,
baltymai, taip pat nustatomos atskiros tų
baltymų aminorūgštys. Nustačius, pavyzdžiui,
kad kraujyje yra baltymų, kurie būdingi
kepenims, įtariamas kepenų pažeidimas.
Elektroforezės aparatas ir baltymų elektroforezės vaizdas
Elektroforezė
laboratorijoje
Tarp dviejų elektrodų sukuriamas laukas, ir baltymas ar nukleorūgštis ima judėti.
Molekulių judrumas priklauso nuo jų dydžio ir krūvio, elektrinio lauko stiprio.
Fosfatas nukleorūgštims suteikia neigiamąjį krūvį, todėl elektriniame lauke jos juda
teigiamai įkrauto elektrodo link.
Atliekant nukleorūgščių elektroforezę gelyje, fragmentai yra „sijojami“ pagal dydį, t. y.
pagal ilgį. Kuo trumpesnis fragmentas, tuo mažesnį pasipriešinimą sutinka gelyje, tuo
jo judrumas yra didesnis.
Elektroforezė taikoma:





genų inžinerijoje (DNR tyrimuose);
molekulinės diagnostikos srityje;
baltymų tyrimams;
medžiagų analizei ir palyginimams;
žmogaus organizmo sutrikimams gydyti.
Elektroforezės įranga (1)
Dažniausiai elektroforezei naudojama palyginti
paprasta ir pigi įranga:
• elektros srovės šaltinis;
• elektroforezės aparatas, turintis du buferinių
tirpalų rezervuarus, kuriuose yra platininiai
elektrodai;
• gelio įpylimo rėmelis, šukos;
• UV transiliuminatorius;
• vaizdo kamera ar fotoaparatas.
Elektroforezės įranga (2)
Vertikaliosios elektroforezės aparatuose
buferinių tirpalų rezervuarai yra atskirti,
horizontaliuosiuose aparatuose jie susisiekia.
Prie elektros srovės šaltinio elektroforezės
aparatas prijungiamas dviem laidais. Vienas iš jų
yra raudonas, juo prijungiamas anodas
(teigiamasis elektrodas), o kitu laidu
prijungiamas katodas (neigiamasis elektrodas).
Nuo katodo anodo link juda, pavyzdžiui DNR.
Geliai
POLIAKRILAMIDINIS
Vienas iš populiariausių
gelių. Pasižymi geromis
fizikinėmis ir cheminėmis
savybėmis:

stabilus ir inertiškas;

nesiapsorbuoja;

atsparus pH ir temp.
kitimams;

netirpsta daugelyje
tirpiklių.
AGARAS
Naudojamas, kai reikia
analizuoti nedidelius
medžiagų
kiekius.
Baltymų tyrimas
Elektriniame lauke kraujo serumo baltymų
mišinys išsiskirsto į frakcijas, nes, kai yra tam
tikras pH, įvairūs baltymai skirtingu greičiu juda
anodo arba katodo link. Elektroforezinis baltymų
judrumas priklauso nuo molekulės krūvio, masės
ir formos. Tokį baltymų frakcionavimo principą
pirmą kartą pritaikė Arnė Tiselijus 1937 metais.
Baltymų elektroforezė
Gydymas elektroforeze
Elektroforezės būdu
medikamentai
įterpiami į
organizmą veikiant
nuolatinei srovei.
Eektroforezės indikacijos

Lėtiniai uždegimai

Hipertoninė ir hipotoninė liga

Periferinės nervų sistemos ligos

Traumos

Virškinamojo trakto ligos (gastritai, hepatitai)

Stomatologinės ligos (parodontozė, uždegimai)

Akių ligos (glaukoma)
Elektroforezės kontraindikacijos
(kontraindikacija – aplinkybė, dėl kurios yra kenksminga
arba negalima vartoti kokio nors gydymo metodo, vaisto)

Ūmūs uždegimai, pūliavimas

Kraujo ligos

Srovės netoleravimas

Odos defektai

Jautrumo sutrikimai

Apsinuodijimai
Elektroforezės metodų taikymo
paplitimas


Tai pasaulyje daug kur plačiai paplitęs ir
naudojamas metodas moksliniams tyrimams
atlikti ir įvairiems tikslams pasiekti.
Šis metodas taikomas ir Lietuvoje, pavyzdžiui,
Vilniaus biochemijos instituto laboratorijose
atliekami tyrimai.
DNR tyrimai
Animacijos nagrinėjimas ir aptarimas
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anima
tion.html
http://www.youtube.com/watch?v=6_4AY3lYRgo
Naudota literatūra ir šaltiniai
J. Kadziauskas, J. Martinionienė, J. Viltrakienė, „Biologija
11–12“, Kaunas: Šviesa, 2012.
http://lt.wikipedia.org/wiki/Elektroforez%C4%97
http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/19
48/tiselius-bio.html
www.sumanasinc.com