El papel de la electricidad en los procesos biológicos es tan importante como su papel en la tecnología, y se basa en el uso científico de varias maneras sutiles e interesantes. Una técnica ampliamente utilizada en bioquímica es la electroforesis, el uso de una corriente eléctrica para manipular moléculas de proteínas para una amplia gama de investigaciones biomédicas, diagnósticos y propósitos de fabricación.
Cómo funciona el proceso
Moléculas orgánicas a menudo tienen una carga positiva o negativa, lo que hace que respondan a una corriente eléctrica. Las moléculas con carga positiva migran hacia el polo negativo del campo, y las moléculas con carga negativa migran hacia el polo positivo. Las moléculas con una carga mayor tienden a moverse más rápido y viajar más lejos mientras se aplica la carga. Sin embargo, también se ralentizarán por la fricción, que a su vez se ve afectada tanto por el tamaño y la forma de la molécula como por el medio utilizado para la prueba. Al controlar la corriente eléctrica y la fricción proporcionada por el medio de prueba, los investigadores pueden crear condiciones que separan biomoléculas de manera eficiente, para que puedan ser aisladas y estudiadas. También permite a los investigadores identificar las diferencias entre moléculas al observar cuánto están influenciadas por la corriente. Es una herramienta útil con una gama de aplicaciones experimentales y biomédicas, pero algunas son especialmente notables.
Análisis de ADN
Uno de los principales usos de la electroforesis es la identificación y el estudio de fragmentos de ADN y ADN. . El ADN es notable por la consistencia de su carga negativa, lo que significa que la corriente eléctrica aplica aproximadamente la misma fuerza a cualquier porción de ADN. Bajo esa presión, los fragmentos más grandes y más pequeños de ADN comienzan a separarse porque se verán afectados de manera diferente por la fricción del medio de prueba. El medio, generalmente un gel de agarosa o un gel de acrilamida "congela" los segmentos separados en su lugar cuando se elimina la corriente, lo que les permite ser examinados a altas resoluciones. Los agentes de tinción como el bromuro de etidio a menudo se agregan al gel para que sea más fácil ver e interpretar los resultados.
Interacciones de proteína y anticuerpo
Otra forma común de electroforesis es la inmunoelectroforesis, que analiza la presencia y comportamiento de ciertas proteínas Muchas afecciones médicas, incluida la esclerosis múltiple, la enfermedad renal y algunos tipos de cáncer dan como resultado la creación de moléculas proteicas anormales. Estos pueden detectarse realizando electroforesis en muestras de orina o sangre y observando cualquier variación de las cantidades y tipos de proteínas normales. La inmunoelectroforesis también se puede utilizar para detectar proteínas específicas llamadas inmunoglobulinas, que actúan como anticuerpos. Estos son parte del sistema inmune del cuerpo y atacan a las proteínas extrañas, como virus o alérgenos. El análisis de estos anticuerpos puede ayudar a identificar nuevas terapias para tratar a esos invasores y también proporciona información sobre enfermedades como alergias y trastornos autoinmunes, que pueden ser el resultado de un mal funcionamiento de los anticuerpos.
Prueba de antibióticos
La electroforesis juega un número de roles en la prueba de antibióticos. Uno de los más comunes es probar la pureza de un antibiótico. Al aplicar electroforesis a una solución que contiene el antibiótico en forma de una tira de papel impregnada con el antibiótico o un tubo capilar (un tubo muy delgado) lleno de la solución, los investigadores pueden diferenciar entre el propio antibiótico y cualquier impureza. También pueden determinar qué tan concentrado está el antibiótico, que es crucial para aplicar dosis precisas. La investigación con antibióticos se extiende al ámbito de las pruebas genéticas, identificando genes que podrían indicar resistencia a antibióticos específicos.
Prueba de vacunas
Al igual que con los antibióticos, la electroforesis es útil tanto en la creación como en la producción de vacunas. El objetivo de una vacuna es ayudar al cuerpo a generar anticuerpos contra un patógeno potencialmente peligroso, y la electroforesis es un método útil para detectar esos anticuerpos. Los investigadores pueden usar la técnica para comparar el efecto de una vacuna o versiones múltiples de una vacuna en una gran cantidad de sujetos de prueba u otras variables. Una vez que la vacuna está en producción, la electroforesis también proporciona una forma rápida y efectiva de probar los lotes de producción para garantizar consistencia y pureza.
