Contenu
- Comment fonctionne le processus
- Analyse ADN
- Interactions protéines et anticorps
- Test des antibiotiques
- Test de vaccins
Le rôle de l’électricité dans les processus biologiques est tout aussi important que son rôle dans la technologie, et il est exploité à des fins scientifiques de nombreuses manières subtiles et intéressantes. Une technique largement utilisée en biochimie est l'électrophorèse, l'utilisation d'un courant électrique pour manipuler les molécules de protéines à des fins diverses de recherche biomédicale, de diagnostic et de fabrication.
Comment fonctionne le processus
Les molécules organiques ont souvent une charge positive ou négative, ce qui les amène à réagir à un courant électrique. Les molécules de charge positive migrent vers le pôle négatif des champs et les molécules de charge négative migrent vers le pôle positif. Les molécules avec une charge plus élevée ont tendance à se déplacer plus rapidement et à se déplacer plus longtemps lorsque la charge est appliquée. Cependant, ils seront également ralentis par le frottement, qui est affecté à la fois par la taille et la forme de la molécule et par le milieu utilisé pour le test. En contrôlant le courant électrique et les frottements générés par le milieu de test, les chercheurs peuvent créer des conditions permettant de séparer efficacement les biomolécules, de manière à pouvoir les isoler et les étudier. Cela permet également aux chercheurs d'identifier les différences entre les molécules en observant à quel point elles sont influencées par le courant. C'est un outil utile avec une gamme d'applications expérimentales et biomédicales, mais quelques-unes sont particulièrement remarquables.
Analyse ADN
Une des principales utilisations de l'électrophorèse est l'identification et l'étude d'ADN et de fragments d'ADN. L'ADN se distingue par la cohérence de sa charge négative, ce qui signifie que le courant électrique applique une force à peu près égale à toute portion de l'ADN. Sous cette pression, des fragments d'ADN de plus en plus grands commencent à se séparer car ils sont affectés différemment par le frottement du support de test. Le milieu, généralement un gel d'agarose ou un gel d'acrylamide, "gèle" les segments séparés en place lorsque le courant est éliminé, ce qui permet de les examiner à haute résolution. Des agents de coloration tels que le bromure d'éthidium sont souvent ajoutés au gel pour faciliter la visualisation et l'interprétation des résultats.
Interactions protéines et anticorps
Une autre forme courante d'électrophorèse est l'immunoélectrophorèse, qui analyse la présence et le comportement de certaines protéines. De nombreuses maladies, notamment la sclérose en plaques, les maladies du rein et certains cancers entraînent la création de molécules protéiques anormales. Celles-ci peuvent être détectées en effectuant une électrophorèse sur des échantillons d'urine ou de sang et en surveillant tout écart par rapport aux quantités et aux types de protéines normaux. L'immunoélectrophorèse peut également être utilisée pour détecter des protéines spécifiques appelées immunoglobulines, qui agissent en tant qu'anticorps. Celles-ci font partie du système immunitaire de l'organisme et attaquent les protéines étrangères, telles que les virus ou les allergènes. L'analyse de ces anticorps peut aider à identifier de nouveaux traitements pour traiter ces envahisseurs et fournit également des informations sur des affections telles que les allergies et les troubles auto-immuns, pouvant résulter d'anticorps défectueux.
Test des antibiotiques
L'électrophorèse joue un certain nombre de rôles dans le test des antibiotiques. L'un des plus courants consiste à tester la pureté d'un antibiotique. En appliquant l'électrophorèse à une solution contenant l'antibiotique sous la forme d'une bande de papier imprégnée d'antibiotique ou d'un capillaire - tube très fin - rempli de solution, les chercheurs peuvent différencier l'antibiotique lui-même des impuretés. Ils peuvent également déterminer la concentration de l'antibiotique, ce qui est crucial pour l'application de doses précises. La recherche sur les antibiotiques s'étend au domaine des tests génétiques, en identifiant les gènes qui pourraient indiquer une résistance à des antibiotiques spécifiques.
Test de vaccins
Comme pour les antibiotiques, l'électrophorèse est utile à la fois pour la création et la production de vaccins. Le but d'un vaccin est d'aider le corps à générer des anticorps contre un pathogène potentiellement dangereux, et l'électrophorèse est une méthode utile pour détecter ces anticorps. Les chercheurs peuvent utiliser cette technique pour comparer l'effet d'un vaccin ou de plusieurs versions d'un vaccin sur un grand nombre de sujets testés ou d'autres variables. Une fois le vaccin en production, l'électrophorèse constitue également un moyen rapide et efficace de tester la cohérence et la pureté des lots de production.