Electroforesis de proteínas:
una herramienta esencial en
la investigación molecular.
Electroforesis de proteínas:
una herramienta esencial en
la investigación molecular.
La electroforesis de proteínas es
una técnica utilizada para separar
proteínas según su tamaño,
carga eléctrica, sus características
físicas y al método utilizado.
Esta técnica es esencial en la
investigación molecular ya que
permite identificar y cuantificar
proteínas en muestras
biológicas.
La electroforesis de proteínas es
una técnica utilizada para separar
proteínas según su tamaño,
carga eléctrica, sus características
físicas y al método utilizado.
Esta técnica es esencial en la
investigación molecular ya que
permite identificar y cuantificar
proteínas en muestras
biológicas.
IntroducciónIntroducción
Las proteínas son moléculas esenciales en la vida,
encargadas de realizar diversas funciones en el
organismo. Su estudio es fundamental para
entender enfermedades y desarrollar nuevas
terapias. La electroforesis de proteínas permite la
separación de proteínas según su carga eléctrica y
tamaño, lo que facilita su identificación y
cuantificación en muestras biológicas.
Las proteínas son moléculas esenciales en la vida,
encargadas de realizar diversas funciones en el
organismo. Su estudio es fundamental para
entender enfermedades y desarrollar nuevas
terapias. La electroforesis de proteínas permite la
separación de proteínas según su carga eléctrica y
tamaño, lo que facilita su identificación y
cuantificación en muestras biológicas.
ProteínasProteínas
Existen dos tipos de electroforesis
de proteínas: SDS-PAGE y IEF. La
SDS-PAGE separa proteínas
según su tamaño, mientras que
la IEF separa proteínas según su
punto isoeléctrico. Ambas
técnicas son complementarias y
se utilizan para obtener
información más completa sobre
las proteínas en una muestra
biológica.
Existen dos tipos de electroforesis
de proteínas: SDS-PAGE y IEF. La
SDS-PAGE separa proteínas
según su tamaño, mientras que
la IEF separa proteínas según su
punto isoeléctrico. Ambas
técnicas son complementarias y
se utilizan para obtener
información más completa sobre
las proteínas en una muestra
biológica.
Tipos de electroforesisTipos de electroforesis
La electroforesis de proteínas
permite la identificación de
biomarcadores para
enfermedades, el estudio de
interacciones proteína-proteína y
la evaluación de la pureza de
proteínas recombinantes.
Además, es una técnica esencial
en la producción de
medicamentos biotecnológicos.
La electroforesis de proteínas
permite la identificación de
biomarcadores para
enfermedades, el estudio de
interacciones proteína-proteína y
la evaluación de la pureza de
proteínas recombinantes.
Además, es una técnica esencial
en la producción de
medicamentos biotecnológicos.
Aplicaciones en
investigación molecular
Aplicaciones en
investigación molecular
A pesar de sus ventajas, la
electroforesis de proteínas también
tiene limitaciones. No todas las
proteínas pueden ser separadas por
esta técnica y puede haber
interferencias debido a la presencia
de otras moléculas en la muestra.
Además, la interpretación de los
resultados puede variar según
especificaciones especiales.
A pesar de sus ventajas, la
electroforesis de proteínas también
tiene limitaciones. No todas las
proteínas pueden ser separadas por
esta técnica y puede haber
interferencias debido a la presencia
de otras moléculas en la muestra.
Además, la interpretación de los
resultados puede variar según
especificaciones especiales.
Limitaciones de la técnicaLimitaciones de la técnica
En la electroforesis de proteínas
pueden utilizarse matrices de
poliacrilamida y de agarosa. Esas
matrices actúan como un tamiz
permitiendo que las proteínas de
menor tamaño se desplacen con
más rapidez que las proteínas
más grandes. La agarosa tiene un
tamaño de poro grande y puede
utilizarse para separar proteínas
con un radio superior a 5-10 nm,
como los complejos proteicos
grandes. La poliacrilamida tiene
un tamaño de poro menor,
puede separar proteínas cuyo
tamaño oscila entre 5 kDa y 2
000 kDa, y es la utilizada más a
menudo en la electroforesis de
proteínas.
En la electroforesis de proteínas
pueden utilizarse matrices de
poliacrilamida y de agarosa. Esas
matrices actúan como un tamiz
permitiendo que las proteínas de
menor tamaño se desplacen con
más rapidez que las proteínas
más grandes. La agarosa tiene un
tamaño de poro grande y puede
utilizarse para separar proteínas
con un radio superior a 5-10 nm,
como los complejos proteicos
grandes. La poliacrilamida tiene
un tamaño de poro menor,
puede separar proteínas cuyo
tamaño oscila entre 5 kDa y 2
000 kDa, y es la utilizada más a
menudo en la electroforesis de
proteínas.
La electroforesis en gel de
poliacrilamida (PAGE) con
dodecilsulfato sódico (SDS)
permite la separación de
proteínas en función de su masa
molecular.
La electroforesis en gel de
poliacrilamida (PAGE) con
dodecilsulfato sódico (SDS)
permite la separación de
proteínas en función de su masa
molecular.
SDS-PAGESDS-PAGE
A medida que las proteínas se
separan en presencia de SDS y de
reactivos desnaturalizantes, se
vuelven menos globulares y más
lineales. Como consecuencia, la
velocidad a la que migran las
proteínas unidas al SDS a través del
gel depende principalmente de su
tamaño, permitiendo estimar el peso
molecular al compararlo con
patrones proteicos.
A medida que las proteínas se
separan en presencia de SDS y de
reactivos desnaturalizantes, se
vuelven menos globulares y más
lineales. Como consecuencia, la
velocidad a la que migran las
proteínas unidas al SDS a través del
gel depende principalmente de su
tamaño, permitiendo estimar el peso
molecular al compararlo con
patrones proteicos.
En este método, se incorpora el detergente
SDS en un tampón de migración. El SDS
imparte una carga negativa neta a las
proteínas
En este método, se incorpora el detergente
SDS en un tampón de migración. El SDS
imparte una carga negativa neta a las
proteínas
PAGE NATIVAPAGE NATIVA
Las proteínas se
separan de una manera
que preserva su
conformación nativa
(estructura terciaria), las
interacciones entre las
subunidades (estructura
cuaternaria e
interacciones proteína-
proteínas) y la actividad
biológica.
Las proteínas se
separan de una manera
que preserva su
conformación nativa
(estructura terciaria), las
interacciones entre las
subunidades (estructura
cuaternaria e
interacciones proteína-
proteínas) y la actividad
biológica.
La PAGE nativa se utiliza normalmente en aplicaciones que
requieren purificación de proteínas activas o detección por
medio de un anticuerpo que reconoce sólo la forma nativa de
la proteína.
La PAGE nativa se utiliza normalmente en aplicaciones que
requieren purificación de proteínas activas o detección por
medio de un anticuerpo que reconoce sólo la forma nativa de
la proteína.
ENFOQUE ISOELÉCTRICO (IEF)ENFOQUE ISOELÉCTRICO (IEF)
Se utiliza un campo eléctrico y un gradiente de
pH para separar las proteínas por su punto
isoeléctrico (pI) nativo. En un campo eléctrico,
cada proteína migra al pH en el cual su carga
neta sea cero (lo que se conoce como punto
isoeléctrico de la proteína).
Se utiliza un campo eléctrico y un gradiente de
pH para separar las proteínas por su punto
isoeléctrico (pI) nativo. En un campo eléctrico,
cada proteína migra al pH en el cual su carga
neta sea cero (lo que se conoce como punto
isoeléctrico de la proteína).
Sirve en la identificación de las proteínas de
muestras complejas (lisados celulares y
tisulares, plasma), el análisis de las
modificaciones postraduccionales y la
separación de las muestras para análisis
mediante espectrometría de masas. Las
proteínas de la muestra se acumulan, o
«enfocan», en zonas específicas y predecibles
del gel
Sirve en la identificación de las proteínas de
muestras complejas (lisados celulares y
tisulares, plasma), el análisis de las
modificaciones postraduccionales y la
separación de las muestras para análisis
mediante espectrometría de masas. Las
proteínas de la muestra se acumulan, o
«enfocan», en zonas específicas y predecibles
del gel
PAGE 2DPAGE 2D
Permite la resolución de las
proteínas en función de su punto
isoeléctrico intrínseco (pI) y de su
masa. La separación por pI se
produce a través del enfoque
isoeléctrico (IEF). La separación por
masa ocurre mediante SDS-PAGE.
Permite la resolución de las
proteínas en función de su punto
isoeléctrico intrínseco (pI) y de su
masa. La separación por pI se
produce a través del enfoque
isoeléctrico (IEF). La separación por
masa ocurre mediante SDS-PAGE.
La PAGE 2-D proporciona la mayor
resolución para el análisis de
proteínas, y se utiliza habitualmente
en la investigación en proteómica
para resolver de cientos a miles de
proteínas en un único gel.
La PAGE 2-D proporciona la mayor
resolución para el análisis de
proteínas, y se utiliza habitualmente
en la investigación en proteómica
para resolver de cientos a miles de
proteínas en un único gel.
Para llevar a cabo la electroforesis se necesita: A)
una fuente de Tensión que proporciona el campo
eléctrico, mediante dos electrodos, positivo
(ánodo) y negativo (cátodo), entre los que se
establece la diferencia de potencial. B) una
cubeta o recipiente, en cuyos extremos se sitúan
los electrodos. C) un soporte electroforético. D) el
tampón de electroforesis: durante la
electroforesis se produce electrolisis del agua,
generándose protones en la proximidad del
ánodo e iones hidroxilos en la proximidad del
cátodo; el tampón evitará que el entorno anódico
se acidifique y el catódico se haga más básico a
lo largo de la electroforesis.
Para llevar a cabo la electroforesis se necesita: A)
una fuente de Tensión que proporciona el campo
eléctrico, mediante dos electrodos, positivo
(ánodo) y negativo (cátodo), entre los que se
establece la diferencia de potencial. B) una
cubeta o recipiente, en cuyos extremos se sitúan
los electrodos. C) un soporte electroforético. D) el
tampón de electroforesis: durante la
electroforesis se produce electrolisis del agua,
generándose protones en la proximidad del
ánodo e iones hidroxilos en la proximidad del
cátodo; el tampón evitará que el entorno anódico
se acidifique y el catódico se haga más básico a
lo largo de la electroforesis.
MATERIALESMATERIALES
1. Papel Sencillo
2. Acetato de celulosa
3. Almidón
4. Agarosa
5. Poliacrilamida
6. Agarosa+poliacrilamida
7. Poliacrilamida con SDS
1. Papel Sencillo
2. Acetato de celulosa
3. Almidón
4. Agarosa
5. Poliacrilamida
6. Agarosa+poliacrilamida
7. Poliacrilamida con SDS
Medios de soporte para realizar la
electroforesis
Medios de soporte para realizar la
electroforesis
Modos de disposición del soporteModos de disposición del soporte
1. Vertical
2. Horizontal
1. Vertical
2. Horizontal
1. Preparar un gel de agarosa o
acrilamida a la concentración
requerida.
2. Mezclar las muestras a analizar con un
buffer de carga adecuado.
3. Cargar las muestras en el gel.
4. Realizar la corrida electroforética al
voltaje pertinente.
5. Visualizar los ácidos nucleicos
1. Preparar un gel de agarosa o
acrilamida a la concentración
requerida.
2. Mezclar las muestras a analizar con un
buffer de carga adecuado.
3. Cargar las muestras en el gel.
4. Realizar la corrida electroforética al
voltaje pertinente.
5. Visualizar los ácidos nucleicos
PROCEDIMIENTO GENERALPROCEDIMIENTO GENERAL
soportes (papel o similares) la muestra queda
sobre la superficie y avanza a lo largo de ella,
con escasa fricción, por lo que el mecanismo
principal de separación es la magnitud de la
carga de cada componente de la muestra.
Otros medios de soporte (“geles”, medios
semisólidos o gelatinosos) están formados
por polímeros que forman una malla, matriz o
red tridimensional a través de la cual deben
avanzar las moléculas de la muestra, que
queda embebida en el medio de soporte
electroforético. Como consecuencia, la
fricción es notable y los factores de forma y
tamaño adquieren una alta relevancia en la
separación.
soportes (papel o similares) la muestra queda
sobre la superficie y avanza a lo largo de ella,
con escasa fricción, por lo que el mecanismo
principal de separación es la magnitud de la
carga de cada componente de la muestra.
Otros medios de soporte (“geles”, medios
semisólidos o gelatinosos) están formados
por polímeros que forman una malla, matriz o
red tridimensional a través de la cual deben
avanzar las moléculas de la muestra, que
queda embebida en el medio de soporte
electroforético. Como consecuencia, la
fricción es notable y los factores de forma y
tamaño adquieren una alta relevancia en la
separación.
Medios de soporte para realizar la
electroforesis
Medios de soporte para realizar la
electroforesis
Medios de baja fricción
(separación principalmente por carga)
papel
acetato de celulosa
Medios de baja fricción
(separación principalmente por carga)
papel
acetato de celulosa
Medios de elevada fricción
(separación por carga, tamaño y forma)
gel de almidón
gel de agarosa
gel de poliacrilamida
gel de agarosa+poliacrilamida
Medios de elevada fricción
(separación por carga, tamaño y forma)
gel de almidón
gel de agarosa
gel de poliacrilamida
gel de agarosa+poliacrilamida
Horizontal
1. ánodo (+)
2. compartimentos con tampón y los
electrodos
3. componente que migra debido a su carga
negativa
4. punto de aplicación de la muestra
5. componente que migra debido a su carga
positiva
6. papel
7. cátodo (−)
Horizontal
1. ánodo (+)
2. compartimentos con tampón y los
electrodos
3. componente que migra debido a su carga
negativa
4. punto de aplicación de la muestra
5. componente que migra debido a su carga
positiva
6. papel
7. cátodo (−)
Modos de disposición del soporteModos de disposición del soporte
Vertical
Electroforesis continua (un solo tipo de gel)
Vertical
Electroforesis continua (un solo tipo de gel)
Modos de disposición del soporteModos de disposición del soporte
1. compartimento superior con tampón y el
cátodo
2. gel colocado entre placas de vidrio
3. compartimento inferior con tampón y el
ánodo
4. cátodo (−)
5. las muestras se aplican a los pocillos
empleando una micropipeta
6. ánodo (+)
1. compartimento superior con tampón y el
cátodo
2. gel colocado entre placas de vidrio
3. compartimento inferior con tampón y el
ánodo
4. cátodo (−)
5. las muestras se aplican a los pocillos
empleando una micropipeta
6. ánodo (+)
Vertical
Electroforesis discontinua (2 tramos de gel de
composición ligeramente diferente).
Vertical
Electroforesis discontinua (2 tramos de gel de
composición ligeramente diferente).
Modos de disposición del soporteModos de disposición del soporte
1. compartimento superior con tampón y el
cátodo
2. bandas en las que se separan los
componentes
3. colorante indicador del frente de avance
4. compartimento inferior con tampón y el
ánodo
5. pocillos donde se aplican las muestras
6. cátodo (−)
7. gel colocado entre placas de vidrio
8. ánodo (+)
1. compartimento superior con tampón y el
cátodo
2. bandas en las que se separan los
componentes
3. colorante indicador del frente de avance
4. compartimento inferior con tampón y el
ánodo
5. pocillos donde se aplican las muestras
6. cátodo (−)
7. gel colocado entre placas de vidrio
8. ánodo (+)
Se pueden emplear sustancias
coloreadas o fluorescentes que se unan a
las proteínas, suelen ser colorantes
orgánicos que interaccionan con las
proteínas de forma poco selectiva,
principalmente electrostática. Ejemplos:
azul brillante de Coomassie, negro
amido, rojo Ponceau.
Se pueden emplear sustancias
coloreadas o fluorescentes que se unan a
las proteínas, suelen ser colorantes
orgánicos que interaccionan con las
proteínas de forma poco selectiva,
principalmente electrostática. Ejemplos:
azul brillante de Coomassie, negro
amido, rojo Ponceau.
Revelado o detecciónRevelado o detección
Tras la electroforesis, el gel se sumerge en
un recipiente con una disolución del
colorante y se espera a que aquél se
impregne y así el colorante se una a las
moléculas separadas en el gel. Tras lavar el
gel para eliminar el exceso de tinción no
unida específicamente, se observa,
fotografía o cuantifica
mediante densitometría.
Tras la electroforesis, el gel se sumerge en
un recipiente con una disolución del
colorante y se espera a que aquél se
impregne y así el colorante se una a las
moléculas separadas en el gel. Tras lavar el
gel para eliminar el exceso de tinción no
unida específicamente, se observa,
fotografía o cuantifica
mediante densitometría.
Detección mediante tinción con un agente
fluorescente y observación bajo luz ultravioleta
Detección mediante tinción con un agente
fluorescente y observación bajo luz ultravioleta
Revelado o detecciónRevelado o detección
1. Se corta el DNA con la enzima
derestricción "A" o bien con la "B"
2. Separación de los fragmentosmediante
electroforesis engel de agarosa
1. Se corta el DNA con la enzima
derestricción "A" o bien con la "B"
2. Separación de los fragmentosmediante
electroforesis engel de agarosa
Detección mediante autorradiografía
1. gel de agarosa seco
2. película fotográfica
3. exposición y revelado de la película
4. autorradiografía revelada
Detección mediante autorradiografía
1. gel de agarosa seco
2. película fotográfica
3. exposición y revelado de la película
4. autorradiografía revelada
GRACIASGRACIAS
Elaborado por Sebastían
Gallego Ramírez
Elaborado por Sebastían
Gallego Ramírez