凝胶电泳是一种用于分离大分子（如 DNA、RNA 和蛋白质）的技术。 DNA 和 RNA 分子均根据其大小进行分离，而蛋白质则根据大小和电荷进行分离。 琼脂糖凝胶电泳是用于分离 DNA 和 RNA 的技术。可以通过琼脂糖凝胶电泳分离 100 bp 到 25 kb 的 DNA 片段。通常，DNA 是带正电荷的分子，因为它们的磷酸基团带有负电荷。因此，DNA 在凝胶电泳过程中向正极迁移。

涵盖的关键领域

一、什么是凝胶电泳 – 定义，琼脂糖凝胶电泳，PAGE 2. 凝胶电泳如何分离 DNA 片段 – DNA 分离原理

关键术语：琼脂糖凝胶电泳、迁移距离、DNA、PAGE、孔隙、正电极、尺寸

什么是凝胶电泳

凝胶电泳是一种用于根据大分子片段（如 DNA、RNA 和蛋白质）的大小和电荷进行分离的技术。由于存在带负电荷的磷酸基团，DNA 和 RNA 在整个分子中都具有相等的负电荷。因此，DNA 和 RNA 在电场作用下都向正极迁移。此外， 琼脂糖凝胶电泳 是用于根据 DNA 和 RNA 的大小分离它们的技术。凝胶电泳分离DNA片段如图1所示。

图 1：分离的 DNA 片段

用于分离蛋白质的凝胶电泳技术是 聚丙烯酰胺凝胶电泳 (PAGE).该技术中使用的蛋白质根据其大小和电荷进行分离。由于 PAGE 的分离能力高于琼脂糖凝胶电泳的分离能力，因此 PAGE 也可用于分离具有碱基对水平差异的 DNA 片段。

凝胶电泳如何分离 DNA 片段

在琼脂糖凝胶电泳过程中，DNA 样品与加载染料混合并加载到琼脂糖凝胶的孔中。上样缓冲液包含跟踪染料，可将 DNA 样品在凝胶上的运动可视化。然后，在凝胶的两端施加电场。 DNA 样本向正极迁移。 在电场中迁移的速度取决于 DNA 片段的大小。具有大量碱基对的 DNA 分子迁移缓慢，而具有较少碱基对的分子则通过凝胶快速迁移。因此，凝胶电泳允许根据 DNA 片段的大小进行分离。这会产生一系列大小按降序排列的 DNA 片段。 迁移距离与DNA片段大小的关系如图2所示。

图 2：迁移距离与 DNA 片段大小之间的关系

琼脂糖凝胶含有大小相等的孔，DNA 片段通过这些孔迁移。因此，小的 DNA 片段通过孔快速迁移，但大的 DNA 片段需要一些时间才能迁移通过它们。运行一段相当长的距离后，琼脂糖凝胶在紫外线下可视化。由于琼脂糖凝胶中加入了一种在紫外线下称为溴化乙锭的 DNA 染色物质，DNA 片段会与染色剂缠结在一起，从而实现可视化。为了确定 DNA 片段的大小，样本与包含一系列已知大小的 DNA 片段的梯子一起运行。

结论

凝胶电泳是一种用于根据 DNA、RNA 或蛋白质分子的大小和电荷分离它们的技术。琼脂糖凝胶电泳是一种广泛使用的基于分子大小分离 DNA 的技术。在 DNA 分子通过琼脂糖凝胶孔迁移的过程中，它们会根据大小进行分离。

参考：

1.“凝胶电泳”。可汗学院，可在此处获得。

图片提供：

1. Rainis Venta 撰写的“DNA fragmendid etiidiumbromiidiga värvitud agaroosgeelis” – 自己的作品（CC BY-SA 3.0），来自 Commons Wikimedia2。 Mckenzielower 的“凝胶电泳” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 4.0）