2) имеет меньшую разрешающую способность чем агарозный гель за счет наличия поперечных сшивок между молекулами акриламида
3) не подходит для разделения белков
4) подходит исключительно для разделения молекул ДНК
Полиакриламидный гель обладает более высокой разрешающей способностью по сравнению с агарозным благодаря формированию плотной трёхмерной полимерной сети. При полимеризации акриламида с поперечно-сшивающим агентом, обычно N,N′-метиленбисакриламидом, образуются поры небольшого и относительно однородного размера. Такая структура действует как молекулярное сито и позволяет разделять молекулы, различающиеся по длине или молекулярной массе лишь незначительно.
Размер пор регулируют изменением общей концентрации акриламида и доли сшивающего компонента: увеличение концентрации мономеров обычно уменьшает поры и улучшает разделение низкомолекулярных соединений. Поэтому полиакриламидный электрофорез особенно эффективен для анализа белков, коротких фрагментов ДНК и РНК, включая продукты секвенирования, микросателлитные маркеры и небольшие ампликоны. Агарозный гель имеет более крупные и менее однородные поры, вследствие чего лучше подходит для разделения более протяжённых фрагментов нуклеиновых кислот, но хуже различает молекулы с близкими размерами.
Полиакриламидный гель не ограничен анализом ДНК. В нативном электрофорезе белки разделяются с учётом заряда, размера и пространственной конфигурации, а в SDS-PAGE после денатурации додецилсульфатом натрия — преимущественно по молекулярной массе. Следовательно, утверждения о непригодности метода для белков или его исключительной специфичности для ДНК противоречат основным принципам лабораторной диагностики.
| Критерий | Полиакриламидный гель | Агарозный гель |
|---|---|---|
| Структура матрицы | Плотная поперечно-сшитая полимерная сеть с относительно однородными порами | Сетка из полисахаридных цепей с более крупными и менее однородными порами |
| Разрешающая способность | Высокая; возможно различение молекул с минимальной разницей в размере | Умеренная; оптимальна для фрагментов, заметно различающихся по длине |
| Регулирование размера пор | Точно изменяется концентрацией акриламида и бисакриламида | Регулируется концентрацией агарозы, но в более ограниченном диапазоне |
| Типичный диапазон ДНК | Короткие фрагменты, олигонуклеотиды, небольшие ампликоны | Средние и крупные фрагменты ДНК, включая продукты стандартной ПЦР |
| Исследование белков | Широко применяется в нативном PAGE и SDS-PAGE | Используется значительно реже из-за недостаточной разрешающей способности |
| Основные лабораторные задачи | Анализ белков, микросателлитов, однонуклеотидных различий, продуктов секвенирования | Контроль амплификации, рестрикционный анализ, оценка размера крупных фрагментов |
| Практические особенности | Требует осторожной работы с токсичным неполимеризованным акриламидом | Проще и безопаснее в приготовлении, фрагменты легче извлекать из геля |
Выбор гелевой матрицы определяется размером анализируемых молекул и требуемой точностью разделения. Полиакриламид предпочтителен, когда необходимо выявить небольшие различия молекулярной массы или длины фрагментов. Агароза удобнее для рутинной визуализации сравнительно крупных молекул ДНК и последующего выделения материала. В лабораторной генетике оба метода дополняют друг друга и применяются на разных этапах молекулярно-диагностического исследования.