STEP #27- La mappa concettuale

STEP #26 - La chimica e gli strumenti scientifici

tipica struttura ad elica di una molecola di DNA

Una delle applicazioni principali dell'elettroforesi è quella della separazione ed analisi dei segmenti di DNA. L'elettroforesi su gel di agarosio permette di individuare segmenti di DNA in un range da 100bp  25kbp, (coppie di basi). Questo metodo ha rivoluzionato le metodologie per questo tipo di operazioni, che prima si basavano sulla centrifugazione che forniva risultati approssimativi.

risultati sperimentali di elettroforesi su campione di DNA 

Lo strumento permette di separare i segmenti di DNA applicando una tensione elettrica al gel in cui la molecola è immersa. La carica negativa della struttura del DNA interagisce con il campo elettrico per migrare all'interno del gel, con velocità proporzionale al suo peso. Dopo la separazione è possibile visualizzare i segmenti tramite l'utilizzo di un colorante e sotto luce UV, avranno raggiunto posizioni diverse a seconda della loro lunghezza e massa.

-Fonti:

-https://www.jove.com, "Jove" scientific video journal

STEP # 22 - Un manuale d'uso

 Prendiamo in esame la procedura per effettuare elettroforesi su proteine.

Per effettuare il test è necessaria la disponibilità di diversi tipi di gel. In particolare servirà un running gel che permetterà la migrazione delle proteine, uno stacking gel in cui verranno disciolti inizialmente i campioni e un running buffer che catturerà le proteine.

Essi possono essere preparati nelle dosi indicate nel seguente link (clicca).

Si montano i vetri nello strumento come segue:

Si inserisce nei pozzetti il running gel, colmandoli poi con acqua distillata e si attende che il gel polimerizzi. Si asciuga poi l'acqua in eccesso sul gel e si cola lo stacking gel facendolo successivamente polimerizzare.

Quindi si montano i pozzetti sul supporto con gli elettrodi e si versa nel recipiente il running buffer nei pozzetti ed al loro esterno

A questo punto si "seminano" nei pozzetti i campioni proteici da analizzare, immergendoli prima in un "sample buffer", che li colorerà rendendone più semplice l'individuazione. Si collega ora lo strumento ad un generatore di corrente continua con tensione 180V. Quando i campioni colorati sono giunti al fondo dei pozzetti la prova risulterà terminata. Si possono estrarre i vetrini ed analizzare le tracce proteiche su di essi concentrate. Si otterrà un risultato del seguente tipo:

Le bande così generate permettono, se confrontate con molecole di massa nota, di individuare la massa delle molecole proteiche in studio.

Fonte:

- https://www.scienzeascuola.it/laboratorio/biologia/elettroforesi-di-proteine-sds-page

STEP # 17- I brevetti

 Il primo brevetto di uno strumento per l'elettroforesi compare nell'ufficio brevetti statunitense,  si legge nella descrizione che è un "nuovo ed evoluto apparato per l'analisi di colloidi e altre miscele di interesse biologico ed industriale". Esso è stato pubblicato da tre ricercatori dell'università della Pennsylvania nel 1946

il brevetto è pubblicato con codice:US2412602A 

   ed il suo titolo è:"Electrophoresis apparatus"

schema costruttivo dello strumento

descrive un metodo per il rivestimento di materiali con uno strato isolante, molto simile alla moderna elettrodeposizione, che aumenta la resistenza termica ed elettrica del materiale, senza modificarne la tenacità meccanica. Nell'immagine che segue si nota lo strumento e la vasca in cui sono immersi i corpi sottoposti a deposizione.

vasca elettrolitica di rivestimento per oggetti

 In Italia il primo brevetto riguardante l'elettroforesi risale al 1978, è un metodo della "General Electric" per la formazione di corpi formati da beta-allumina tramite elettroforesi. Non sono state purtroppo depositate immagini del processo

codice: IT1296568B1

titolo:  Forming beta-alumina bodies pref by electrophoresis - for use as solid electrolyte in electric energy sources

Il metodo dell'elettroforesi è ancora in uso nella moderna chimica, l'ultimo brevetto pubblicato risale infatti al 12/11/2020, dal codice: AU2020102458A4   e titolo: "METHOD FOR EXTRACTING HIGH-QUALITY DNA FROM IDESIA POLYCARPA"

è quindi un metodo per ricavare il DNA di questa pianta. Esso permette di individuare i segmenti di DNA della pianta e creare ottenere il seguente grafico per analizzarne la struttura

bande risultanti dall'analisi del DNA della polycarpa

-Fonte espacenet.com:

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/023815931/publication/US2412602A?f=publications.pd%3Ain%3D19440101-20201231&q=electrophoresis

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/035605516/publication/CA471568A?f=publications.pd%3Ain%3D19440101-20201231&q=electrophoresis

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/011225807/publication/IT1025377B?f=publications.cc%3Ain%3Dit&q=electrophoresis

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/073048423/publication/AU2020102458A4?f=publications.pd%3Ain%3D19440101-20201231&q=electrophoresis