מצגת 3

Question 1

פולימר

Answer 1

פולי- הרבה
מר- יחדיה

פולימר- הרבה יחידות

מולקולת ענק מקרו מולקולה

היחידות נקראות מונומר

מונו- אחד
מר- יחידה

Question 2

ממה מורכבים החלבונים

Answer 2

1. קבוצה אמינית משמאל
2. אטום מימן
3. פחמן אחד מרכזי שיוצר ארבעה קשרים קוולנטים- פחמן אלפא
4. קבוצה קרבוקסילית
5. שייר R- זוהי הקבוצה שקובעת את זהות חומצת האמינו ומבדילה בינהן

שלד החלבון-
NCC-NCC…

Question 3

קיימים 20 חומצות אמינו, מתחלקות לכמה קבוצות:

Answer 3

1. חמש חומצות אמינו טעונות במטען כלשהו
2. חמש חומצות אמינו הידרופיליות- פולאריות
3. חומצות אמינו הידרופוביות- לא פולאריות
4. יוצאות דופן

Question 4

קשר פפטידי

Answer 4

• הקשר בין הפחחן של הקבוצה הקרבוקסילית לחנקן של הקבוצה האמינית
• זהו קשר קוולנטי בין שתי חומצות אמינו. כלומר קשר בין מולקולרי
• המאפיין שלו הוא שהוא קשר קשיח שלא מסתובב ולא מאפשר חופש תנועה סביבו.
• תוך כדי יצירת הקשר הפפטידי נפלטת מולקולת מים. לתהליך זה קוראים דה הידרציה.
• אורכו של הקשר הפפטידי 0.13 ננומטר

Question 5

דה הידרציה-

Answer 5

תהליך בו שתי מולקולות מתחברות תוך כדי פליטה\יצירה של מולקולת מים.

Question 6

פפטיד-

Answer 6

רצף קצר של חומצות אמינו, עד 30

לא חלבון מתפקד.

חלבון בממוצע מורכב מ100 חומצות אמינו

Question 7

פוליפפטיד-

Answer 7

רצף ארוך של חומצות אמינו

Question 8

זוויות דהידרליות

Answer 8

זוויות בין מישורים

Question 9

קשרים בשרשרת הפפטידית

Answer 9

• קשר אלפא- הקשר בין החנקן של הקבוצה האמינית לפחמן אלפא
• קשר פסיי- הקשר בין הפחמן אלפא לפחמן של הקבוצה הקרבוקסילית

טווחי זוויות פאי ופסיי המותרים מאפשרים מבנים יציבים של חלבונים- מבנים שניונים על ידי קשרי מימן. מה שמחזק את המבנה

החלבון יכול לשנות את הקונפורמציה שלו רק על ידי שינוי הזוויות הדהידרליות.

הזוויות המסתובבות מאפשרות למבנה החלבוני גמישות המאפשרת את תפקודיו השונים

Question 10

דיאגרמת רמצ’אנדראן:

Answer 10

ראמצ’אנדראן פיתח את התצוגה הגרפית על מערכת צירים בה מציגים את הזוויות פאי ופסיי המותרות של חומצות אמינו בחלבון נתון.

זו דרך בה אנו יכולים לזהות מבנים שניוניים של מבני חלבונים, על ידי תלות של הסיבוב או חופש הסיבוב במעלות על ידי זוויות פאי ופסיי. מבנים שניוניים של חלבון יכול להיות אלפא -הליקס או בטא שיט’.

• בנקודות השחורות יש צירופים מפוצים של זוויות פאי ופסיי. טווח זוויות שמאפשרות בנייה של מבני חלבונים יציבים. (מבנים שניוניים) (שבהם השייר לא מתנגש)
• בטווחים בלבן יש צירופים של זוויות שאינם יאפשרו בנייה של מבנים יציבים שניוניים.

Question 11

איך מגיעים חלבונים לגופינו?

Answer 11

1. מזון- הגוף מפרק את החלבונים שנכנסים לגופינו לחומצות אמינו (מונומרים) ומשתמש בהם לבנייה של חלבונים
2. מאבני יסוד- מהאטומים
3. ממחזר- לחלבונים יש תאריך תפוגה, אז הם מתפרקים לחומצות אמינו, הגוף לוקח אותן ובונה מהן חלבונים חדשים

Question 12

סדרי גודל של חלבונים

Answer 12

חלבון הכי גדול- סדר גודל של כעשרת אלפים חומצות אמינו

החלבון הטיפיקלי, סדר גודל של כ50 עד 2000 חומצות אמינו

Question 13

חישוב של שרשראות חומצות אמינו

Answer 13

20

בחזקת

n

כאשר המעריך הוא מספר חומצות האמינו בשרשרת הפוליפפטידית

Question 14

מיחזור חלבונים:

Answer 14

1. חלבון מזדקן
2. יוצמד אליו יוביקויטין
3. החלבון יזוהה על ידי הפרוטאזום- אלו יפרקו את החלבון על ידי פירוק הקשרים הפפטידיים. נקרא פרוטאוליזה
4. תוצרי החלבון לאחר הפירוק חוזרים לתא לשימוש נוסף

Question 15

משקל של חלבון נמדד ביחידות של

Answer 15

דלתון-

גרם למול

Question 16

ריבוזום

Answer 16

מבנה תוך-תאי המצוי בתאי כלל היצורים החיים ואחראי ליצירת החלבונים בתא

Question 17

פרוטיאום

Answer 17

סך כל החלבונים שנמצאים בגוף האדם\רקמה\תא מסויים

E coli 3∙10^6 proteins per cell

Yeast ~ 6000 different proteins, total ~ 10^8 proteins per cell

Human ~ 20,000 different proteins, total ~ 10^10 proteins per cell

Question 18

צ’פרון

Answer 18

חלבון המסייע למגוון רחב של חלבונים אחרים להתקפל למבנה מרחבי (שניוני ושלישלוני) תקין, תוך כדי ובסיום תהליך התרגום, כשאר הוא עצמו אינו חלק מהמבנה הסופי שלהם.

Question 19

קיפול של חלבון

Answer 19

כל החלבונים נוצרים בריבוזום, הם נולדים כשרוך, שהוא רצף של חומצות אמינו (פוליפפטיד). חלק מהחלבונים מתקפלים בעת יציאתם, וחלק מאוחר יותר.

הקיפול הוא התהליך בו החלבון מקבל את המבנה התלת מימדי שלו, והוא זה שמכתיב את הפעילות שלו. איך הוא יתקפל? המידע על מבנה החלבון טמון ברצף חומצות האמינו שלו.

Question 20

רמות ארגון שונות של חלבונים:

Answer 20

• מבנה ראשוני- רצף חומצות האמינו של השרשרת הפוליפפטידית
• מבנה שניוני- יחידות מבניות שחוזרות על עצמן, בעלות תבנית קבועה וידועה. המבנים השניונים מתקפלים בעיקר בעקבות קשרי המימן הנוצרים בין חומצות האמינו המרכיבות את החלבון. קבוצת השייר אינן מעורבות בייצוב המבנה השניוני.
  אלפא הליקס
  יריעת בטא
  inramolecules hydrogen bond
• מבנה שלישוני- אנטרקציות בין מבנים שניוניים. מתייחס למבנה המרחבי של מקרומולקולה אחת המתקפלת במרחב. קיפול המקרומולקולה למבנה השלישוני הטבעי הכרחי לצורך פעילותם.
• מבנה רביעוני- מספר מבנים שלישיניונים מתחברים למבנה ממש גדול

Question 21

הרחבה מבנה שלישוני-

Answer 21

• אינטרקציות שנוצרות בין מבנים שניוניים וכך נוצר המבנה השלישוני: צירוף של המבנים השניוניים והחלקים הלא מבניים של החלבון.
• מבנה תלת מימדי של שרשרת אחת בלבד
• יש לה קצה אן טרמינלי וקצה סי טרמינלי
• חלבון יחסית ארוך אבל הקצוות יחסית קרובים זה לזה בגלל הקיפול.
• קיפול המקרומולקולה למבנה השלישוני הכרחי לצורך פעילותם.
• הכח העיקרי המכתיב את המבנה השלישוני של חלבונים מסיסים, נובע מנטייתן של חומצות אמינו בעלות שיירים הידרופוביים להתרחק ממולקולות הממס. בניגוד למולקולות הידרופיליות, ולכן הן תעדפנה להיות בלב החלבון.
• מבנה שלישוני מיוצר לרב על ידי אינטרקציות לא קוולנטיות הנוצרות בין קבוצות השייר של חומצות האמינו המרוחקות אחת מהשנייה.

Question 22

קשרים שמייצבים את המבנה השלישוני

Answer 22

1. קשרים יונים
2. קשרי מימן- בעיקר בין קבוצות השייר של חומצות האמינו
3. קשרי ואן דר ואלס
4. קשרים די סולפידים קוולנטים

הכח העיקרי שמכתיב את המבנה השלישוני הוא כוחות הידרופוביים

Question 23

קבוצה פרוסטטית-

Answer 23

• מרכיב לא חלבוני, כלומר, אינה מורכבת מחומצות אמינו
• בדרך כלל קשורה בקשר קוולנטי לחלבון
• בעלת תפקיד חשוב לפעילות חלבונים ובעיקר באנזימים
• דוגמה מוכרת קבוצת ההם בהמוגלובין

Question 24

• *קריסטלוגרפיה בקרני**
• *X**

Answer 24

קריסטלוגרפיה בקרני X- מקרינים קרן של קרני רנטגן על גביש של חלבון, הגביש מפזר את הקרניים. יש חיישן שקולט את הקרניים שהתפזרו ואחרי סדרה של חישובים אפשר לפתור את המבנה.
מיוגלובין- החלבון הראשון בעולם שהמבנה שלו נפתר.

Question 25

תהודה מגנטית גרעינית (NMR)-

Answer 25

מים את החלבון בתוך שדה מגנטי וקובעים כיצד הגרעינים של האטום מסתובבים בשדה המגנטי. באמצעות אנליזות מתמטיות מורכבות מגיעים לפתרון מבנה ממדי של החלבון.

Question 26

מיקרוסקופיה אלקטרונית-

Answer 26

1. מיקרוסקופ משוכלל שנותן לנו הסתכלות לעומק על מבנה החלבון.

Question 27

green fluorescent protein

Answer 27

שם של חלבון שנפתר

238
חומצות אמינו

גילו שהחלבון הזה זורח באור ירוק כאשר מקרינים עליו אור כחול או אולטרה סגול. אפשר להצמיד אותו לחלבון אחר בתא, כמו “תג זיהוי אלקטרוני” שמצמידים לבעלי חיים בטבע. וכאשר יקרינו על הדוף אור כחול\אולטרה סגול, ניתן לעקוב אחרי החלבון שעוקבים אחריו.

GFP has a beta barrel structure consisting of eleven β-strands that create a β-sheet, connecting loops, and an α-helix containing the covalently bonded chromophore.

Question 28

ליגנד

Answer 28

• ליגנד היא מולקולה קטנה (כמו לדוגמה יון, הורמון, תרופה) אשר נקשרת בקשר לא קוולנטי
• נקשרת באופן ספציפי והפיך למולקולה גדולה יותר

ליגנד נקשרת לחלבון בקשר לא קוולנטי

קבוצה פרוסטטית נקשרת לחלבון בקשר קוולנטי

Question 29

אנזימים הם

Answer 29

אנזימים הם מולקולות- חלבונים, מאיצים תהליכים ביוכימיים. על ידי הורדת אנרגיית השפעול של התגובה

Question 30

המנגנון האנזימטי בנקודות:

Answer 30

1. על האנזים יש אתר פעיל
2. האנזים מסומן באות E
3. המגיב או המגיבים מכונים מצע או סובסטרט- S
4. התוצרים שמתקבלים מהפעולה האנזימטית מעונים תוצרים- product
5. אנזים שקשור לסובסטרט יסומן בES
6. האנזים מתחבר למצע, דרך אתר הקישור
7. על המצע אתר הקישור מבצע פעולה כימית- יוצר או מפרק קשרים
8. המצע השתחרר מהאנזים לתוצרים

Question 31

שני אנלוגיות לתהליך האנזימטי

Answer 31

אנלוגיית המנעול והמפתח: מתארת מצב בו לכל מצע יש אנזים שמתאים לו, כפי שלכל מנעול יש מפתח שפותח אותו. כלומר, שיש התאמה מוחלטת בין אתר הקישור של האנזים למצע.

מודל הכפפה ליד- מודל חדש יותר. מתארת מצב בו אין התאמה גאומטרית מרחבית מלאה בין האנזים למצע, אבל לאט לאט ברגע שהאנזים נקשר למצע, המצע מתאים את עצמו לאנזים. האנזים עצמו גורם לזה שתהיה גמישות במבנה של המצע, אך מראש צריכה להיות התאמה מאוד טובה בין האנזים למצע. בגמישות קיימת בעיקר בשלבים האחרונים של ההיקשרות.

Question 32

קרטין-

Answer 32

• חלבון דומיננטי שנמצא במבנה השיער שלנו
• מבנה רבעוני
• בנוי משתי שרשראות אלפא הליקס הכרוכות זו סביב זו למבנה של חלה\צמה
• חומצת האמינו הדומיננטית בקרטין היא הצסטאין- היכולה ליצור קשרים די סולפידים
• קרטין הוא חלבון יציב הודות לקשרים הדי סולפידים
• ככל שיש יותר קשרים די סולפידים ככה השיער יהיה יותר מקורזל ולהיפך
• על ידי תהליך חיזור ניתן לפתוח את הקשרי הדי סולפידי על ידי החלפת אטום גופרית אחד באטום מימן
• תהליך חיזור לשיער יחליק אותו

Question 33

הגורמים שתורמים ליציבות הקרטין

Answer 33

הקרטין מכיל בעיקר חומצות אמינו קטנות: גליצין ואלאנין

כיוון שהקבוצות הצדדיות של חומצות אמינו אלו קטנות (אטום מימן בודד בגליצין וקבוצת מתיל באלאנין) אין הפרעה מרחבית ליצירת קשרי מימן בין קבוצה קרבוקסילית לקבוצה אמינית בשרשראות פפטידיות סמוכות.

כתוצאה נוצר מבנה צפוף וקשיח, והשרשראות המולקולריות נוטות להיכרך זו סביב זו (וכך מקנות ייצוב מרבי של קשרי מימן) וליצור סיבים.

מבנה צפוף זה הופך את החלבון לבלתי ניתן לעיכול, משום שהקשרים אינם חשופים לאנזימים במערכת העיכול.

בנוסף, עשיר הקרטין בציסטאין המייצב עוד יותר את המבנה הצפוף על ידי קשרי גפרית.

Question 34

קולגן

Answer 34

• אחד החלבונים הכי נפוצים בגוף שלהו- 25 אחוז
• פוליפפטיד ששמכיל מעל 1500 חומצות אמינו, רצפים קבועים של שלוש חומצות אמינו, כאשר החומצת מינו השלישית היא תמיד גליצין.
• הקולגן עשיר בחומצת אמינו בשם גליצין
• מורכב משלוש שרשראות פוליפפטידיאות, מסוג אלפא הליקס, והוא חלבון רביעוני
• הקולגן יחסית קשיח, גמיש אך לא אלסטי
• כל שרשרת יכולה להיות באורך של יותר מ1400 חומצות אמינו, תלוי בסוג הקולגן
• השייר בגליצין הוא מאוד קטן, מה שמאפשר לשרשראות להיות מאוד קרובות זו לזו ולכן המבנה הוא הדוק וחזק
• הקולגן נמצא בשכבת הדרמיס
• כשאנו צעירים העור שלנו חלק מפני הסיבים של הקולגן ישרים יחסית ויש לנו הרבה מהם. אחרי גיל 20-25 מתחילות להווצר היפרדויות בשרשראות וכתוצאה מכך השכבה העליונה של העור (האפידרמיס) מתחיל לצנוח לדרמיס.

Question 35

מה אחוז החלבונים בתא הבקטריאלי?

Answer 35

• הם מונים כ 15 אחוז מהתא הבקטריאלי. לחלבונים יש רצף מסוים שמגדיר תפקיד מסוים.

Question 36

Number of residues

Answer 36

זהו מספר השיירים בחלבון

הוא שווה למספר חומצות האמינו.

Question 37

הקשר בין המשקל של החלבון למס’ חומצות האמינו

Answer 37

חלבון בממוצע שוקל 110 גרם למול

Question 38

חלבון מורכב בממוצע ממספר חומצות אמינו השוה ל

Answer 38

100 חוצות אמינו

בממוצע

Question 39

דנטורציה

Answer 39

חלבון שעבר דנטורציה- המבנה המרחבי שלו נהרס, והוא חוזר למבנה הראשוני שלו

חלבון זה מאבד את התפקיד הפיזיולוגי שלו

Question 40

רנטורציה

Answer 40

• תהליך הופכי לדנטורציה. הוא קורה כאשר דנטורציה היא הפיכה, כלומר לא כל החלבונים יכולים לעבור תהליך של רנטורציה.

Question 41

ההמוגלובין-

Answer 41

• חלבון הנמצא בתוך כדוריות הדם האדומות. נושא חמצן במחזור הדם
• מורכב מ4 תת יחידות:
  2 אלפא
  2 בטא
• כל תת יחידה קושרת מולקולה שנקראת
  HEME,
  היא מולקולה בת כמה עשרות אטומים וכדי לפעול היא צריכה להקשר ליון ברזל בקשר לא קוולנטי
• יון ברזל- נקשר במרכז של מולקולת ההם בקשר יון-דיפול
• חמצן- נקשר למולקולת ההם רק בנוכחות של יון ברזל. קשירת החמצן מתרחשת בהדרגה.
  חמצן נקשר למולקולת הם אחת, וכתוצאה מכך ההמוגלובין משנה את צורתו ומאפשר למולקולת חמצן נוספת לקשר למולקולת הם אחרת וכן הלאה.
• זה נקרא קשר קופרטיבי- ברגע שאחד נקשר הוא הופך את השאר ליותר נוחים לקשירת חמצן
• כדוריות הדם נקשרות עם חמצן בריאות ופורקות אותו בתאים. הטעינה הנה טעינה מדורגת ולכן גם הפריקה היא מדורגת.סדר הפריקה הפוך מסדר הטעינה.

Question 42

מיוגלובין

Answer 42

החלבון הראשון שהמבנה שלו פוענח

על ידי
John Kendrew
1950

מיוגלובין מורכב מ-153 חומצות אמינו. במרכזו נמצאת קבוצת הם - מערכת טבעות חנקניות שבמרכזה אטום ברזל. קבוצת ההם היא זו המאפשרת את נשיאת החמצן, על ידי קשירת המולקולה הדו-אטומית של החמצן לאטום הברזל במרכזה.

מיוגלובין הוא נושא החמצן העיקרי בשרירים.

Question 43

אנמיה חרמשית

Answer 43

לכדוריות הדם האדומות צורה של דיסקית.

באנמיה חרמשית כדוריות הדם בצורה של חרמש. כתוצאה מכך הן לא מצליות להכנס לתאי הדם הקטנים. הסיבה לחרמשיות- ההמוגלובין נדבקים זה לזה, יוצרים צברים, כבר לא בודדים וכתוצאה מכך המבנה של הכדורית מתעוות)

כדוריות הדם נתקעות בנימים וכך נפגעת אספקת הדם לגוף.

הטיפול- שיקום דם.

Question 44

הסיבה לאנמיה חרמשית

Answer 44

אצל אדם חולה- בעמדה מספר 6 ברצף חומצות האמינו במקום חומצה גלוטמית יהיה ואלין. מכאן שהחומצות הללו נמצאות בעמדה אסטרטגית בשרשרת הפפטידית והואלין מאפשר קישור של תת יחידה של מולקולת המוגלובין נוסף.

חלבון מוטנטי- נוצר בעקבות מוטציה בDNA. שינוי ברצף החומצה האמינית, שינוי אפילו בחומצה אחת גורם לשינוי קיצוני בתפקוד.

Question 45

פרדוקס לוינתל

Answer 45

פרדוקס לוינתל הוא מונח בתחום של דינמיקת קיפול חלבונים (יצירת המבנה התלת ממדי שלהם), המייצג דילמה אשר שררה בתחום עד לשנות ה-80 והיא “כיצד חלבונים מתקפלים כה מהר?”. המונח נטבע על ידי הביולוג סיירוס לוינתל ב-1969.

אם נבחן חלבון היפוטתי קטן בעל 300 חומצות אמינו, לכל חומצת אמינו יש 3 דרגות חופש (כלל המצבים בהם יכולה להמצא המערכת), אחרי חישוב קומבינטורי נראה שינן כ3 בחזקת 300 תצורות שונות אפשריות לחלבון. מכאן שלחבון המנסה להתקפל על ידי חיפוש התצורה הנכונה באופן אקראי של ניסוי וטעיה, יקח זמן שעולה על גיל היקום. (וזאת גם עם המעבר מתצורה אחת לשנייה לוקחת חלקיק של זמן).

פתצרון הפרדוקס על יד תאוריית המשפך. התאוריה גורסת שישנן תצורות קיפול חלבון מועדפות יותר מבחינה אנרגטית (מצב של מינימום אנרגיה פוטנציאלית), ומספרן של תצורות אלה קטן בהרבה ממבפר התצורות הפחות מועדפות. לפי המודל, סידור כלל התצורות במרחב יתן צורה של משפך. “משפך האנרגיה של קיפול חלבון”. החלבון “נופל” מבחינה אנרגטית אל מצבו המקופל. ה”שביל” בו עובר החלבון בדרכו למינימום האנרגטי, הוא סדרת מצבי ביניים שכל אחד מהם מועדף אנרגטית על הקודם לו וכך נדחף החלבון הלאה בתהליך הקיפול עד הגעתו למצבו הסופי.

Question 46

הדוגמה של אנפינסן

Answer 46

הדּוֹגְמָה של אנפינסן (ידועה גם בתור ההיפותזה התרמודינמית) היא הנחה בביולוגיה מולקולרית שנתמכה על ידי זוכה פרס נובל כריסטיאן ב. אנפינסן. בהתבסס על עבודתו על חלבון הריבונוקלאז, קבע אנפינסן שלפחות עבור חלבונים קטנים וכדוריים, המבנה המרחבי הטבעי נקבע אך ורק על ידי רצף חומצות האמינו המרכיבות את החלבון. כלומר, לכל רצף חומצות אמינו קיים קיפול מרחבי ייחודי אשר נוצר באופן ספונטני. קיפול ייחודי זה הוא הקיפול הטבעי של החלבון.

הניסויים של אנפינסן עם ריבונוקלאז הראו כי חלבון לא מקופל (שעבר דנטורציה) מסוגל להתקפל מחדש (בתהליך הקרוי רנטורציה) באופן ספונטני לקיפול הטבעי. תוצאה זו מראה כי לרצף פוליפפטידי ספציפי קיים גם קיפול מרחבי ייחודי, אליו השרשרת הפוליפפטידית מתקפלת באופן ספונטני. מבנה זה זהה למבנה הפעיל, הקרוי גם המבנה הטבעי (המבנה נטיבי). מבחינה סטטיסטית מדובר במבנה אחד מתוך אינסוף מבנים תאורטיים אפשריים, אך החלבון תמיד מתקפל למבנה ייחודי זה. לפיכך, הדּוֹגְמָה של אנפינסן מצביעה על כך שתהליך הקיפול אינו אקראי, אלא מוכתב על ידי שיקולי אנרגיה שמוכתבים מהרכב ורצף חומצות האמינו של החלבון.

חלבונים מסוימים זקוקים לעזרתו של חלבון נוסף הנקרא שפרון על מנת להתקפל כראוי. הוצע כי יש בעובדה זו כדי להפריך את הדּוֹגְמָה של אנפינסן, ואולם, נראה כי השפרונים אינם קובעים את קונפורמצית קיפול החלבון, אלא מסייעים לתהליך הקיפול הספונטני בכך שהם מונעים אגרגציה של חלבונים לא מקופלים, ומאפשרים להם להגיע למצב הקיפול הטבעי להם מבלי להשפיע בעצמם על המבנה המרחבי של הקיפול הטבעי.

Question 47

אלקטרופורזה- שיטה למדדית משקל של חלבון

Answer 47

אלקטרופורזה, היא שיטה בכימיה אנליטית ובביולוגיה מולקולרית המאפשרת הפרדת חומרים המצויים בתערובת. זוהי אחת השיטות המדעיות הנפוצות בכימיה ובביולוגיה

באלקטרופורזה מונחת התערובת-מומסת בנוזל או נוזלית בעצמה, על גבי משטח העשוי ג’ל. זרם חשמלי מועבר דרך הג’ל, כך שצידו האחד טעון חיובית והשני - שלילית. המולקולות בתערובת, אשר טעונות חשמלית, נודדות באיטיות לעבר קצהו האחד של הג’ל, כתוצאה מהכוח החשמלי הפועל עליהן.

המולקולות בתערובת אינן נודדות בקצב זהה. מולקולות כבדות יותר נודדות באיטיות, ואילו מולקולות קלות נודדות במהירות ומגיעות רחוק יותר בג’ל. גם אם לשתי מולקולות שונות משקל זהה, הרי שצורתן המרחבית משפיעה אף היא על קצב הנדידה. כך מושגת הפרדת התערובת למרכיביה.

בהפרדת חלבונים עשוי הג’ל מפולימר אמידי הקרוי פוליאקרילאמיד. לפני הרצת התערובת בג’ל מוסיפים לה בדרך-כלל דטרגנט הנקרא
SDS-
סודיום דודציל סולפט
עתה מכונה השיטה באופן מלא
SDS-PAGE
, ראשי תיבות באנגלית של
Sodium Dodecyl Sulfate - PolyacrylAmide Gel Electrophoresis.
הדטרגנט נקשר לחלבון ביחס התואם לגודל החלבון - מולקולת
SDS
אחת נקשרת לכל שתי חומצות אמינו. ה-
SDS
טעון שלילית, וכך מגביר את יכולת הנדידה של החלבון בשדה החשמלי; רוב יכולת הנדידה מושגת למעשה באמצעות ה-
SDS
ולא מסתמכת על המטען החשמלי של החלבון עצמו. בנוסף, גורם ה-
SDS
לשבירת קשרים בחלבון ולהרס המבנה השניוני והשלישוני שלו. לאחר טיפול ב-
SDS
כל החלבונים בתערובת הופכים לליניאריים (קוויים), כך שהפרדתם עתה מבוססת באופן מלא על גודלם (כלומר, על מספר חומצות האמינו המרכיבות אותם). ללא טיפול ב-
SDS
עלולים חלבונים השונים במבנם המרחבי לנדוד האחד ביחס לשני במהירויות שאינן יחסיות למסה המולרית שלהם. כך, חלבונים בעלי מסה מולרית זהה עשויים לנדוד במהירויות שונות, עקב הסתבכות של חלבונים בעלי מבנה מרחבי רחב בחריצים הזעירים שבג’ל.

לתערובת החלבונים יש להוסיף תרכובת צבע כלשהי אשר מאפשרת לחוקר לקבל אינדיקציה על התקדמות החלבונים ולכן גם מתי להפסיק את ההרצה. קומאסי כחול (באנגלית: Coomassie blue)
משמש לעיתים קרובות למטרה זו.