Apa itu Elektroforesis Gel 2D?

Elektroforesis gel dua dimensi (2D) adalah metode yang digunakan para ilmuwan untuk memisahkan dan menganalisis campuran protein dengan terlebih dahulu memisahkan pita protein di sepanjang dua sumbu yang berbeda. Ini adalah teknik yang paling sering digunakan ketika berurusan dengan campuran protein yang rumit atau kental, seringkali dengan ukuran protein yang tumpang tindih. Elektroforesis gel 2D berbeda dari elektroforesis gel satu dimensi karena metode sebelumnya menggunakan pemisahan protein berdasarkan dua karakteristik protein yang berbeda, sedangkan elektroforesis gel satu dimensi biasanya memisahkan protein berdasarkan karakteristik tunggal, seperti ukuran protein.

Elektroforesis gel sering digunakan dalam penelitian untuk memisahkan molekul dengan memanfaatkan fakta bahwa banyak molekul biologis, seperti DNA, memiliki muatan listrik. Fakta ini dapat digunakan untuk keuntungan para ilmuwan karena molekul bermuatan dapat dipisahkan berdasarkan ukuran melalui substrat berpori seperti agarosa dengan menerapkan gradien tegangan melintasi gel ionik berpori. Seiring waktu, molekul akan melewati gel ini, menuju muatan yang berlawanan dengan muatan alami molekul. Molekul kecil dan molekul bermuatan berat keduanya bergerak lebih cepat daripada molekul besar atau protein yang bermuatan lemah. Dalam elektroforesis gel 2D, setelah memisahkan protein melalui satu karakteristik, yang menciptakan gradien, gel kemudian dapat diputar ke samping untuk memisahkan pita yang dihasilkan sebelumnya berdasarkan karakteristik kedua.

Elektroforesis gel 2D sering menggunakan muatan molekul protein sebagai salah satu karakteristik dimana agregat protein dapat dipisahkan menjadi protein komponen tunggal. Massa protein adalah karakteristik umum lainnya yang digunakan untuk memisahkan protein dalam elektroforesis gel 2D. Setelah protein dijalankan pada gel melalui jalur tunggal dalam elektroforesis gel satu dimensi, gel tersebut kemudian dapat dipintal dalam centrifuge, menarik protein yang lebih berat ke bawah lebih cepat daripada protein yang lebih kecil dan kurang masif. Arah tarikan tegak lurus dengan arah penarikan protein melalui gel karena gaya tarik muatan listrik melalui gradien tegangan.

Elektroforesis memiliki banyak kegunaan dalam studi molekuler, termasuk pemisahan protein berdasarkan karakteristik yang disintesis, seperti penandaan protein. Pemisahan protein berdasarkan massa karakteristik juga digunakan ketika protein ditandai dengan molekul lain. Teknik ini dapat digunakan dengan kompleks protein ini karena protein yang ditandai akan lebih mudah jatuh melalui gel daripada protein yang tidak ditandai.

Sementara banyak gel pemisahan di laboratorium dibuat dari agarosa, pemisahan protein dengan elektroforesis gel 2D paling baik dilakukan pada gel poliakrilamida. Jenis gel ini digunakan dalam Western Blots dan pengujian berbasis ukuran protein lainnya. Agarose lebih sering digunakan untuk pemisahan segmen DNA.