Cours 3 - Électrophorèse Flashcards
Nommez les 2 types d’électrophorèse à l’étude + sous-types
1- Gel d'électrophorèse:
- Électrophorèse en gel
de polyacrylamide
- Électrophorèse en pH
discontinu
2- SDS-PAGEExpliquez le principe de l’électrophorèse :
- Principe général
- Que faut-il pour qu’une molécule puisse migrer?
- Que peut-on dire à partir des lois de l’électrostatique?
- Qu’est-ce qui oppose la migration électrophorétique?
- Que mesure le coefficient de friction?
L’électrophorèse, la migration d’un ion dans un champ électrique, est utilisée dans les séparations analytiques des molécules biologiques
Pour qu’une molécule puisse migrer dans un champ électrique, il faut que:
Félectrique > Ffriction
Selon les lois de l’électrostatique, la force électrique, Félectrique, sur un ion avec une charge q dans un champ électrique d’intensité, E, est:
Félectrique = qE
La migration électrophorétique de l’ion à travers la solution est opposée par une force de friction: Ffriction = vf
où v représente la vitesse de migration et f son coefficient de friction
Le coefficient de friction donne une mesure de la résistance exercée par la
solution sur l’ion pendant sa migration
(dépend de la taille, de la forme de l’ion, ainsi que de la viscosité de la solution)
V OU F?
Dans un champ électrique constant, les forces que s’exercent sur l’ion s’oppose
Conséquence?
FAUX:
Dans un champ électrique constant, les forces que s’exercent sure l’ion s’équilibrent:
qE=vf
donc, chaque ion se déplace avec une vitesse caractérisée par une mobilité électrophorétique, μ, définie par : μ = v / E = q / f
Qu’indique l’équation de la mobilité électrophorétique?
μ = v / E = q / f
cette équation indique que les protéines à leur point isoélectrique (où q=0) possèdent une mobilité électrophorétique nulle
Quelle est la méthode d’électrophorèse la plus couramment utilisée? + Expliquez la
L’électrophorèse en zones
Technique dans laquelle l’échantillon est contraint à se déplacer dans une phase solide, comme le papier filtre, la cellulose, ou d’un gel
Que peut-on accomplir à l’aide de l’électrophorèse en zones? (2)
par cette technique:
1) on élimine largement l’agitation provoquée par la convection, un facteur limitant du point de vue résolution.
2) en plus, cette technique requiert une quantité faible de matériel permettant ainsi la migration des composantes en bandes discrètes.
Quelle est la technique faisant partie des plus puissantes et les
plus faciles à utiliser dans la séparation des macromolécules
L’électrophorèse sur gel
Quels sont les gels d’usages les plus commun pour l’électrophorèse sur gel?
les gels d’usage commun, l’agarose et le polyacrylamide, possèdent des pores de la taille des protéines à séparer
Quels sont les 2 principes qui sont exploitées dans l’électrophorèse sur gel? + expliquez
dans cette technique, la séparation moléculaire est basée non seulement sur la mobilité électrophorètique des molécules, mais aussi sur le principe de filtration sur gel
- les gels d’électrophorèse retardent les molécules de taille plus grande, (ce qui est l’inverse de la filtration par gel).
- ceci est dû au fait que dans la filtration par gel, il y a des espaces pour le solvant entre les billes de gel, ce qui n’existe pas dans l’électrophorèse sur gel
V OU F?
En ce qui concerne l’électrophorèse sur gel, la migration des molécules larges est retardée par rapport aux molécules plus petites
VRAI
Que veut dire “PAGE” dans l’électrophorèse PAGE
PAGE (pour PolyAcrylamide Gel Electrophoresis)
Les gels sont fait de quoi dans l’électrophorèse en gel de polyacrylamide?
les gels sont fabriqués à partir d’une polymérisation radicalaire d’acrylamide
et N,N’-méthylènebisacrylamide dans un tampon
La taille des pores dans un gel d’électrophorèse de polyacrylamide est déterminé par 2 facteurs, lesquels?
The pore size of a gel is determined by two factors:
- the total amount of acrylamide present (%T) (T = Total concentration of acrylamide
and bisacrylamide monomer - amount of cross-linker (%C) (C = bisacrylamide concentration). Pore size decreases with increasing %
Donnez les 4 étapes pour la préparation et l’utilisation d’un gel de polyacrylamide
1) avant que le mélange réactionnel n’ait durci, il est coulé dans un récipient formé par deux plaques de verres et polymérisera en une couche mince de gel de quelques millimètres
2) les échantillons sont déposés dans des puits préformés au sommet du gel
3) le tampon est le même dans les réservoirs
du haut et du bas (pH ~9 pour que toutes les
protéines aient une charge négative)
4) un courant continu de 100 à 200 volts parcourt le gel pendant la durée de la migration
- les protéines migreront vers l’anode (+) selon leur ratio charge/masse
- dans ce type de gel, plus le gel est long, meilleure est la finesse des bandes et la résolution
V OU F?
En ce qui concerne l’électrophorèse en pH discontinu, afin d’augmenter la résolution et donc restreindre les protéines dans des bandes plus minces, le gel peut être modifié en utilisant deux gels dans des tampons différents
VRAI
En ce qui concerne l’électrophorèse en pH discontinu, afin d’augmenter la résolution et donc restreindre les protéines dans des bandes plus minces, le gel peut être modifié en utilisant deux gels dans des tampons différents, lesquels? + expliquez
A- un gel de séparation (running gel), préparé comme le gel précédent
B- un gel de concentration (stacking gel), qui surmonte le gel de séparation et qui est de plus haute porosité
V OU F?
En ce qui concerne l’électrophorèse en pH discontinu:
a) le tampon dans le réservoir du bas et celui du gel de séparation diffèrent
b) le tampon du gel de concentration possède un pH ~ 2 unités de moins.
c) le pH du tampon dans le réservoir supérieur doit contenir un acide fort (typiquement de la glycine, pKa = 9.78) et son pH est ajusté près de celui du réservoir extérieur
d) quand le courant est branché, les ions du tampon du réservoir supérieur migrent dans le gel de concentration
e) comme les ions du réservoir supérieur rencontrent un pH inférieur à leur pKa (pH< 9.8), l’acide faible (glycine) devient neutre et électrophorétiquement immobile
a) FAUX : le tampon dans le réservoir du bas et celui du gel de séparation sont identiques
b) VRAI
c) FAUX: le pH du tampon dans le réservoir supérieur doit contenir un acide faible (typiquement de la glycine, pKa = 9.78) et son pH est ajusté près de celui du réservoir inférieur
d) VRAI
e) VRAI
En ce qui concerne l’électrophorèse à pH discontinue, est-il vrai de dire qu’il y a une déficience en transporteurs de charges et la production d’une haute résistance électrique, R, qui à cause un courant constant imposé, I, résulte selon la loi d’Ohms (E=IR) en un champ électrique (E) très élevé.
OUI
Toujours pour l’électrophorèse à pH discontinue, quel est la conséquence d’un champ électrique plus fort?
ce champ électrique plus fort fait en sorte que les protéines migrent plus rapidement dans le gel de concentration
En électrophorèse discontinue, que ce passe avec les anions? Que se passe-t-il avec les protéines?
- quand les anions atteignent le gel de séparation (où le pH est supérieur au pKa de la glycine), les ions du tampon retrouvent leur charge
- > les protéines ralentissent vu qu’il n’y a plus de déficience en ions à cet endroit
- cet effet a comme résultat de comprimer les protéines en bandes très minces (~ 0.01mm) et ordonnées selon leur mobilité lorsqu’elles entrent dans le gel de séparation
- ce qui minimise la diffusion dispersive des protéines
Expliquez comment les protéines entrent dans le gel de séparation et sont retardées selon leurs tailles par l’effet de filtration du gel
(Électrophorèse à pH discontinue)
- petites protéines migrent plus rapidement - grosses protéines migrent plus lentement
- puisque le pH du tampon de séparation est plus élevé, les ions du tampon du reprennent leur propre charge quand ils pénètrent le gel de séparation
- la déficience en transporteurs de charges a donc disparu et à partir de ce point la séparation électrophorétique procède de façon normale
- l’important est que la réduction dans les bandes macromoléculaires en rentrant dans le gel de séparation augmente de façon très significative la résolution du point de vue de la séparation des macromolécules
Nommer la méthode la plus répandue parmi les techniques biochimiques afin de déterminer la pureté d’une protéine
Gels SDS-PAGE
Décrire la technique des gels SDS-PAGE:
- Fonctionnement
- Décrire SDS + intéractions
- Qu’arrive-t-il aux protéines en présence de SDS?
- cette technique dépend du fait que certains savons ou détergents, par le biais de leurs interactions hydrophobes, sont capables de dénaturer la structure dune protéine
- le sodium dodecyl sulfate (SDS) représente un des détergents les plus puissants à cet égard (formule chimique du SDS: [CH3 - (CH2)10 – CH2 – O – SO3-] Na+ )
- le SDS se lie de façon importante aux protéines; une concentration de 0.1% dodecyl sulfate est suffisante pour saturer par sa liaison avec une chaîne polypeptide à un taux de 1 molécule de détergent par 2 résidus d’acides aminés
- en présence de SDS, les protéines contenant des sous-unités sont désunies et la chaîne polypeptide de chaque sous-unité adopte une conformation étendue
V ou F?
En ce qui concerne le SDS-PAGE:
a- la forte charge négative globale apportée par le SDS masque la charge intrinsèque des protéines
b- par conséquence le rapport charge/masse sera le même pour toutes les protéines de même masse et donc la séparation électrophorétique du gel avec du SDS ne dépend aucunement du phénomène de gel-filtration par les pores du gel
c- cette méthode donne la meilleure résolution et les bandes sont les plus résolues de toutes les méthodes d’analyse
a- VRAI
b- FAUX
par conséquence le rapport charge/masse sera le même pour toutes les protéines de même masse et donc la séparation électrophorétique du gel avec du SDS ne dépend aucunement du phénomène de gel-filtration par les pores du gel
c- VRAI
