Agarosa, una sustancia similar a gel derivada de algas marinas, se ha convertido en una herramienta indispensable en biología molecular laboratorios de todo el mundo. Pero que exactamente es agarosa, ¿Y por qué se usa tan ampliamente?? Exploraremos los conceptos básicos de agarosa, incluyendo su composición, aplicaciones clave, y significado.
Que es agarosa?
La agarosa es un polímero de polisacárido que forma un gel poroso cuando se disuelve en soluciones de agua hirviendo o tampón. Los geles tienen tamaños de poro variables dependiendo de la concentración de agarosa, permitiendo la separación de moléculas biológicas por tamaño.
¿Qué es un gel de agarosa??
La aplicación más común de agarosa es como una matriz para la electroforesis en gel., utilizado para separar moléculas cargadas como ADN, ARN, y proteínas aplicando un campo eléctrico a través del gel. Los poros creados en el gel actúan como un tamiz molecular – Las moléculas más pequeñas pueden pasar fácilmente y viajar más hacia el electrodo cargado de oposición, Mientras que los más grandes tienen más dificultades para moverse a través de la matriz. Esto permite una separación precisa por tamaño.
¿Cómo se utiliza la concentración y optimización de gel de agarosa??
Los geles de agarosa utilizados para la electroforesis son típicamente 0.2% a 3% agarosa. La concentración se puede optimizar a los tamaños de fragmento que se analizan – Porcentajes más bajos para resolver fragmentos más grandes y porcentajes más altos para una mejor separación de fragmentos más pequeños. Las escaleras de marcador de peso molecular de ADN y ARN que contienen tamaños de fragmentos conocidos se ejecutan junto con muestras para permitir una determinación de tamaño aproximado.
¿Cuáles son las propiedades del gel de agarosa??
Los geles de agarosa son ópticamente transparentes, facilitando la visualización de las moléculas biológicas separadas utilizando técnicas de tinción como el bromuro de etidio. También se pueden manipular sin daño, habilitando la recuperación de biomoléculas separadas. La falta de unión a proteínas y la inercia general proporciona un medio ideal para la separación analítica sensible y la caracterización de los ácidos y proteínas nucleicas.
De que está hecho agarosa?
Agarose consiste en repetir subunidades de agarosa compuestas de azúcares de galactosa. Las largas cadenas de las moléculas de agarosa se asocian a través de un enlace de hidrógeno para formar estructuras helicoidales que se ensamblan en paquetes superenrolados, Crear poros cuando se establece el gel. Alterar la concentración de agarosa cambia el tamaño de los poros – El uso de porcentajes más altos da como resultado poros más pequeños para separar mejor moléculas pequeñas.
De donde viene agarosa?
Agarosa se deriva del agar, Una sustancia similar a una gelatina presente naturalmente en las paredes celulares de algunas especies de algas rojas como Gelidium y Gracilaria. Se extrae y purifica de agar a través de una serie de pasos que involucran filtración con solvente, precipitación, y cromatografía de intercambio iónico. Esto produce una fracción de polisacárido neutro que consiste en agarosa junto con pequeñas cantidades de agaropectina.
¿Cómo se hace agarosa??
La producción comercial de agarosa generalmente comienza lavando y moliendo la biomasa de algas rojas, seguido de varios pasos de extracción con agua caliente o solución alcalina. El extracto se purifica para eliminar sales, proteínas, y otros compuestos. La hidrólisis controlada convierte el agar purificado en una fracción de agarosa, que sufre más purificación avanzada que produce en polvos de investigación de investigación o grado analítico.
¿Qué es el polvo de agarosa??
Los polvos de agarosa consisten en partículas finamente molidas que se disuelven fácilmente en soluciones acuosas hirviendo. Están disponibles en diferentes electroendosmosis. (EEO) calificaciones dependiendo de la aplicación prevista. El polvo de agarosa con bajo EEO se usa comúnmente para la separación de biomoléculas como ácidos nucleicos y proteínas. Los aditivos a menudo se incorporan en geles de agarosa prefabricados.
¿Qué factores afectan las propiedades del gel de agarosa??
La composición y concentración de un gel de agarosa impactan sus propiedades físicas, incluido el tamaño de los poros., fuerza de gel, y rendimiento de separación. La concentración de agarosa es el factor principal que determina el tamaño de los poros, Mientras que la introducción de sustituyentes como metilo o grupos hidroxietilo influye en la estabilidad del gel. Aditivos como los azúcares impactan la viscosidad y la conductividad. Todos estos factores interdependientes deben equilibrarse para una resolución óptima.
¿Por qué la agarosa se usa para la electroforesis??
Los geles de agarosa optimizan la eficiencia de separación de las moléculas biológicas al tiempo que permite una preparación fácil, cargando, y manejo. El medio no tóxico y no excluyente mantiene la integridad de la muestra. La flexibilidad en la manipulación de la concentración de agarosa da un buen equilibrio entre la velocidad de separación y la resolución en un amplio rango de tamaño. La ausencia de flujo electroosmótico y la falta de adsorción de la superficie se agregan ventajas sobre otras matrices.
La recuperación de macromoléculas intactas de los geles de agarosa permite muchas aplicaciones posteriores. La purificación sin radicales protege las delicadas moléculas, Mientras que la transparencia permite la documentación de gel simple. Estas características beneficiosas explican el uso duradero prominente de la electroforesis en gel de agarosa.
¿Para qué se usa agarosa??
Además de la electroforesis en gel de agarosa ubicua, Agarose tiene muchos usos en biotecnología y aplicaciones médicas:
- Las perlas de agarosa proporcionan matrices de soporte sólidas para la purificación o inmovilización de enzimas, anticuerpos, y otras proteínas.
- Los hidrogeles de agarosa pueden imitar el tejido natural y permitir el crecimiento celular, haciéndolos andamios útiles en ingeniería de tejidos.
- Se han empleado micropartículas de agarosa porosa en sistemas de administración de medicamentos para proporcionar liberación sostenida.
- La agarosa puede separar las proteínas mediante varias técnicas de cromatografía basadas en diferencias de tamaño o carga.
La baja toxicidad intrínseca, estabilidad térmica, y las condiciones de manejo suave de los geles de agarosa han permitido una separación analítica sensible muy sensible, caracterización, y manipulación de biomoléculas vitales. Los avances tecnológicos continúan revelando nuevas aplicaciones que dependen de las propiedades químicas y físicas únicas de este extracto de algas marinas.
¿Cuáles son los beneficios clave de usar agarosa??
Aquí hay algunos beneficios del uso de agarosa en los laboratorios:
- Biocompatible e intrínsecamente no tóxico, habilitando el manejo seguro y el análisis de delicadas moléculas biológicas
- Los geles térmicamente estables simplifican los procedimientos de preparación y resisten las condiciones de electroforesis sin distorsión
- Un gentil, El entorno libre de radículas preserva la integridad de las proteínas purificadas y los ácidos nucleicos
- La ausencia de electroendosmosis ayuda a la migración de la molécula uniforme sin obstáculos por los efectos de la superficie del gel
- La falta de unión a proteínas permite la separación y visualización sin distorsión
- Los tamaños de poro ajustables a través de la concentración de agarosa modulación proporcionan una resolución óptima en un amplio rango de peso molecular
- Ayuda de alta porosidad de gel y transparencia óptica de recuperación y documentación de muestra sencilla
- Los formatos de gel moldeado se manipulan fácilmente y se compaten con instrumentos de separación
- El flujo electroosmótico bajo minimiza la ampliación de la banda para una resolución aguda
- La funcionalización a través de las modificaciones químicas amplía la selectividad de la separación y la sensibilidad a la detección
- La reversibilidad de los cortes y la reversibilidad térmica ayudan a moldear en varias formas como microperlas e hidrogeles para aplicaciones novedosas
Conclusión
Desde huellas dactilares de ADN en análisis forense hasta análisis de medicina de precisión, Agarose se ha vuelto omnipresente en la biología molecular moderna y la biotecnología. El medio de polisacárido versátil capacita al análisis electroforético de alta resolución de ácidos y proteínas nucleicas. Mirando hacia el futuro, Los sistemas de gel de agarosa robustos y accesibles, así como las configuraciones nanoestructuradas emergentes, continuarán alimentando descubrimientos clave al permitir un estudio en profundidad de las biomoléculas fundamentales que subyacen a las complejidades de la vida.
