El papel de la electricidad en los procesos biológicos es tan importante como su papel en la tecnología, y está aprovechado para 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 variedad de propósitos de investigación, diagnóstico y fabricación biomédica.
Cómo funciona el proceso
Las moléculas orgánicas a menudo tienen un 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 rápidamente 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 que proporciona el medio de prueba, los investigadores pueden crear condiciones que separen las biomoléculas de manera eficiente, para que puedan aislarse y estudiarse. También permite a los investigadores identificar las diferencias entre las 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 ADN y fragmentos de ADN. El ADN es notable por la consistencia de su carga negativa, lo que significa que la corriente eléctrica aplica una fuerza aproximadamente igual a cualquier parte del ADN. Bajo esa presión, fragmentos de ADN cada vez más grandes 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 entre proteínas y anticuerpos
Otra forma común de electroforesis es la inmunoelectroforesis, que analiza la presencia y los comportamientos. de ciertas proteínas. Muchas afecciones médicas, incluidas la esclerosis múltiple, la enfermedad renal y algunos tipos de cáncer, producen la creación de moléculas de proteínas anormales. Estos pueden detectarse realizando electroforesis en muestras de orina o sangre y observando cualquier variación de las cantidades y tipos normales de proteínas. La inmunoelectroforesis también se puede usar para detectar proteínas específicas llamadas inmunoglobulinas, que actúan como anticuerpos. Estos son parte del sistema inmunitario del cuerpo y atacan 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 afecciones como alergias y trastornos autoinmunes, que pueden ser el resultado del mal funcionamiento de los anticuerpos. Prueba de antibióticos
La electroforesis desempeña una serie de funciones 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 capilar, un tubo muy delgado, lleno de la solución, los investigadores pueden diferenciar entre el antibiótico en sí 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.
Pruebas de vacunas
Al igual que con los antibióticos, la electroforesis es útil tanto en la creación como en la producción de vacunas. El propósito 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 múltiples versiones de una vacuna en una gran cantidad de sujetos de prueba u otras variables. Una vez que se produce una vacuna, la electroforesis también proporciona una forma rápida y efectiva de evaluar la consistencia y la pureza de los lotes de producción.
