L'elettroforesi su gel è una tecnica in cui le molecole biologiche sono separate l'una dall'altra e identificate nella ricerca biologica o nella diagnostica medica. Dal loro sviluppo negli anni '70, queste tecniche sono state preziose per identificare geni (DNA) e prodotti genici (RNA e proteine) di interesse per la ricerca. Negli ultimi anni sono emerse nuove tecniche che forniscono maggiore specificità e dettagli su ciò che sta accadendo nei sistemi viventi. Mentre questi non hanno soppiantato le tecniche di elettroforesi e le manipolazioni avanzate possono espandere la vitalità della tecnica, è importante rendersi conto di cosa può e non può fare l'elettroforesi.

L'elettroforesi ha un'analisi limitata dei campioni

Elettroforesi è specifico per qualsiasi tessuto tu abbia campionato. Ad esempio, se esegui una Southern blot (un tipo di elettroforesi) su un tampone di guancia, stai guardando i geni dalle cellule epiteliali della tua guancia e da nessun'altra parte del tuo corpo. A volte, questo può essere utile, ma i ricercatori sono spesso interessati ad effetti più diffusi.

Tecniche come l'ibridazione in situ (ISH) possono prendere una sezione di tessuto e analizzare l'espressione genica in ogni piccola area di quel campione . Pertanto, i ricercatori possono esaminare ogni area del cervello in un campione con ISH, mentre le tecniche di elettroforesi possono riguardare solo alcune aree alla volta.

Le misurazioni dell'elettroforesi non sono precise

L'elettroforesi su gel può efficacemente separare proteine ​​simili con pesi diversi (questa è una tecnica chiamata Western blotting). Può separarli più precisamente attraverso una tecnica nota come elettroforesi 2d; questo è comune nella proteomica.

Sfortunatamente, tutte le misurazioni fatte con questa tecnica sono al massimo semi-quantitative. Per ottenere la massa precisa (peso) delle proteine, la spettroscopia di massa deve essere impiegata dopo che la proteina è stata purificata mediante elettroforesi. Inoltre, il confronto delle quantità relative di diverse molecole si basa sulla densità della banda (oscurità) di diversi punti sul gel. Questo metodo ha un certo grado di errore, e i campioni di solito vengono eseguiti più volte per ottenere risultati puliti.

È necessario un campione di partenza sostanziale

L'elettroforesi è una tecnica di isolamento e identificazione visiva di diverse biomolecole. Questo viene fatto facendo passare una corrente elettrica attraverso il gel per separare molecole caricate di differenti pesi. Se la molecola che ti interessa non è abbastanza comune, la sua banda sarà praticamente invisibile e difficile da misurare.

Il DNA e l'RNA possono essere amplificati prima di eseguire l'elettroforesi, ma non è pratico farlo questo con proteine. Pertanto, è necessario un campione di tessuto di grandi dimensioni per eseguire questi test. Questo può limitare l'utilità della tecnica, specialmente nelle analisi mediche. È praticamente impossibile eseguire l'elettroforesi su campioni da una singola cellula; citometria a flusso e immunoistochimica sono più comunemente utilizzati per valutare l'espressione delle proteine ​​da cellula a cellula. Una tecnica chiamata PCR è eccellente per misurare con precisione piccole quantità di RNA.

Solo alcune molecole possono essere visualizzate

L'elettroforesi è eccellente nel separare e identificare le biomolecole di dimensioni medio-grandi. Tuttavia, molte delle molecole che i ricercatori desiderano osservare sono più piccole; piccoli ormoni, neurotrasmettitori e ioni non possono essere misurati mediante elettroforesi. Questo è dovuto a due motivi: non reagiscono correttamente con la preparazione dell'elettroforesi (di solito una tecnica chiamata SDS PAGE) e, anche se lo facessero, sono troppo piccoli per separarsi correttamente e si precipitano fuori dal fondo del gel. Queste molecole sono invece misurate mediante tecniche come RIAA (radio immunoassays) ed ELISA (saggio immunoassorbente legato all'enzima).

L'elettroforesi è a basso rendimento

L'elettroforesi su gel è generalmente a bassa velocità, il che significa che non funziona produrre dati in modo particolarmente rapido. Elettroforesi a contrasto, in cui è possibile osservare una piccola manciata di molecole di RNA alla volta, con PCR (polymerase chain reaction), che può valutare simultaneamente migliaia di campioni. Allo stesso modo, la citometria a flusso può effettuare misurazioni da migliaia di singole cellule e creare correlazioni complesse, mentre l'elettroforesi guarda le cellule in massa e non può effettuare tali discriminazioni. La PCR e la citometria a flusso rappresentano rispettivamente processi paralleli e seriali, e entrambi superano di gran lunga le capacità dell'elettroforesi per generare dati di ricerca.