Origen y fundamento de la Electroforesis

La electroforesis es una técnica de separación muy usada en las investigaciones de proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN), que se basa en la movilización de las moléculas disueltas en una solución de electrolitos a través de un gel por la acción de la corriente eléctrica. Esta técnica fue desarrollada basándose en investigaciones adelantadas por varios investigadores interesados en explicar por qué los iones disueltos en agua se mueven bajo la influencia de una corriente eléctrica, dichas investigaciones describieron la migración de los iones y el orden en que lo hacían, pero no lograron separar moléculas o partículas.

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Basándose en el conocimiento acumulado con las explicaciones de movilidad de iones y gracias a la vinculación con un grupo de investigaciones que venía trabajando en la separación de proteínas en la universidad de Uppsala, el científico Sueco Arne Wilheim Tiselius desarrolló en su trabajo doctoral la técnica que llamó “Método de frente móvil en el estudio de la electroforesis de proteínas” que publicó en 1930, esta técnica tenía dos problemas fundamentales: el calentamiento que dificultaba la separación de las proteínas y la dificultad de observar separación de las moléculas que se mueven más lento (1).

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Después de su graduación se vinculó como profesor de la misma universidad y desarrolló investigaciones en temas de fisicoquímica.

Posteriormente Tiselius viaja a Estados Unidos donde desarrolló un trabajo posdoctoral de un año en la universidad de Princeton con el Dr. H.S. Taylor que tenía el apoyo de la fundación Rockefeller en donde tiene contacto con varios Bioquímicos de la época y además obtiene conocimientos para mejorar los dispositivos usados en su tesis doctoral, esta experiencia renueva su interés por la separación de proteínas (2) y realiza una nueva publicación dando a conocer sus mejoras en 1937 y sus aplicaciones para separar proteínas del suero, lo que le hizo merecedor al premio nobel en 1948.

Aparecieron así los primeros aparatos de electroforesis denominados como Tiselus, en honor a su creador y financiados en su mayor parte por el instituto Rockefeller. A pesar de ser aparatos enormes, difíciles de usar y caros, en los años 50 llego a haber cientos de ellos en diversos laboratorios y el método de frente móvil se consideró un método altamente preciso.

Con la difusión del uso de la técnica de electroforesis otros científicos desarrollaron modificaciones a la técnica a saber:

  • 1950 H. Svenson desarrolla una técnica de separación electroforética en papel que denominó electroforesis de zona.
  • 1959 Raymond, Weintraub, Davis y Ornstein desarrollaron la electroforesis en gel de poliacrilamida
  • 1964 Ornestein y Davis publicaron la técnica de electroforesis discontinua que usa soluciones con valores de pH diferentes y electrolitos de diferente movilidad para mejorar la concentración de las bandas.
  • 1967 Shapiro, Viñuela y Maizel crearon la electroforesis en gel de poliacrilamida en dodecil sulfato de sodio (SDS PAGE), con lo que se pueden separar las proteínas en condiciones desnaturalizantes, que es el método más usado en las rutinas de laboratorio.
  • 1970 Svensson continúa investigaciones iniciadas en 1947 por Tiseluis con las proteínas del suero y con ello publica la técnica de Isoelectroenfoque, que se fundamenta en el punto isoeléctrico de las proteínas. (1)

Publicaciones más recientes han usado la técnica de Electroforesis a un estado de avance extraordinario, que la hace una herramienta útil para descubrir diferencias sutiles entre proteínas y ácidos nucleicos lo que ha facilitado el descubrimiento de nuevas moléculas, a saber:

  • En 1975 O’Pharrel publicó por primera vez la técnica de Electroforesis bi dimensional con anfolitos acarreadores (citado por A. Görg et al en 3).
  • En 1988 Görg A publicó un protocolo que ha sido muy usado en la separación de proteínas que es la modificación de la electroforesis bidimensional usando gradientes de pH inmovilizados (Citado en 3)
  • En 1989 Riesner y colaboradores (4) describieron un método con el que complementaron la electroforesis con un gradiente de temperatura que puede ser aplicado paralelo o perpendicular al sentido de migración, con el cual pudieron detectar cambios en las secuencias de ácidos nucleicos en el RNA de virus y DNA de plásmidos, también hicieron aplicación de esta técnica para detectar cambios de aminoácidos en las secuencias de proteínas.

Hoy día la técnica de Electroforesis con sus diferentes modificaciones y complementos, es usada a diario para separar moléculas de proteína y ácidos nucleicos y se complementa con variedad de instrumentos modernos que han incrementado su precisión en la separación, facilitado su manejo.

En Purificación y Análisis de Fluidos somos representantes de la marca de equipos Cleaver que fabrican en Inglaterra equipos de diferentes características para realizar separaciones electroforéticas, así como dispositivos para documentar los resultados. Esta línea se complementa con los reactivos Merck para separar y cuantificar proteínas y ácidos nucleicos que también comercializamos.

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1. Tomado de unabiologaenlacocina.wordpress.com

2. Tomado de la página oficial del premio nobel Nobelprize.org

3. Görg A, et al (2000); Electrophoresis 21, 1037-1053

4. Riesner D, et al (1989) Electrophoresis Vol 10, Issue 6-6 pag 377-389