전기영동 ELECTOPHORESIS 생물환경학과 김 정 호

전기영동 (Electrophoresis) . 전하를 띤 고분자 물질을 전기장을 띤 매질(젤)에서 이동∙분리 물질의 분리, 순도∙특성 분석 물질의 이동 방향과 속도는 charge, shape, size에 따라 다름 . 전하를 띤 고분자 물질 : 전류의 방향에 따라 일정한 방향으로 이동 DNA, RNA, nucletide Protein, peptide, amino acid Charged sugar, … . Matrix : pore size Agarose : nucleic acids (500 bp ~ 30 kb) Polyacrylamide : proteins, nucleotides (1 ~ 300 bp) cylindrical, slab, sheet

전기영동 (Electrophoresis) . Power supply : 전기영동에 사용되는 전류는 직류 교류(A.C., alternating current)를 직류(D.C., directory current)로 변환 . Buffer

핵산의 전기영동 Nucleotide/Polynucleotide . Sugar (ribose/deoxyribose) + Base + Phosphate (PO4-3) . 1 Phosphate/ 1 nucleotide : negative charge (poly)nucleotide는 전기장에서 (+) 양극을 향해 이동 . 이동 속도 : size : bp shape : supercoiled ccc, open circular, linear charge matrix : pore size buffer : ionic strength current (voltage) ethidium bromide (EtBr)

Agarose Gel Electrophoresis

Preparation of Gel (Gel casting)   Preparation of Gel (Gel casting) Agarose의 농도(%, w/v)에 따라 분리 가능한 DNA의 크기 0.3% : 5 ~ 60 kb 0.6% : 1 ~ 20 kb 0.9% : 0.5 ~ 7 kb 1.2% : 0.4 ~ 6 kb 1.5% : 0.2 ~ 3 kb 2.0% : 0.1 ~ 2 kb Polyacryamide gel 1 ~ 300 bp sequencing gel, small RNA (microRNA) Buffer TBE (Tris-Borate-EDTA) : 5X stock solution TAE (Tris-Acetate-EDTA) : 50X stock solution

Sample loading Sample loading buffer (Loading dye) : 6X Dense, viscous substance: Glycerol, Sucrose, Ficoll®, … Tracking dye : Xylene cyanol : sky blue , 4 kb DNA Bromophenol blue : purple, 300 bp dsDNA Tris, EDTA, SDS DNA size marker : DNA Ladder

Separation of DNA fragments (Running) Running buffer Power supply +/- voltage/current control

Visualization (Staining & Photographing) Ethidium bromide (EtBr) pink fluorescence under UV (eye protection required) intercalating agent mutagenic, carcinogenic

http://www.jove.com/video/3923/agarose-gel- electrophoresis-for-the-separation-of-dna-fragments https://www.youtube.com/watch?v=vq759wKCCUQ

다면전기영동 (PFGE) 다면전기영동 (PFGE, Pulsed-field gel electrophoresis) For large DNA ( 40 kb ~ 5 Mb) YAC(Yeast Artificial Chromosome) BAC (Bacterial Artificial Chromosome) 전기장이 서로 다른 두 방향 사이로 0.1초부터 1,000초의 시간 간격(pulse time)으로 주기적으로 바뀜

FIGE (Field inversion gel eltrophoresis) TAFE (Traverse alternating-field electrophoresis) RGE (Rotating gel electrophoresis) CHEF (Contour-clamped homogeneous electric field)