Proteiinien erottelu geelisuodatuksen avulla

Geelisuodatuksen eli kokoerottelukromatografian avulla on mahdollista erotella erilaisia aineita niiden molekyylikoon mukaisesti. Se perustuu kiinteässä faasissa olevaan huokoiseen aineeseen, jossa on pieniä reikiä, joiden läpi molekyylit voivat kulkeutua. Pienikokoiset molekyylit pääsevät kulkeutumaan kiinteän faasin huokosten sisään, ja niiden kulku hidastuu. Suurikokoiset molekyylit kulkevat nopeammin, sillä ne eivät kulkeudu huokosten sisään.

Geelisuodatus tehdään usein erottelupylväissä ja tutkittavat aineet huuhdellaan pylväästä pois liikkuvan faasin avulla. Pylväästä huuhtoutuvat pois ensimmäisenä ne aineet, joiden molekyylit ovat suurikokoisimpia. Pienikokoisimmat molekyylit huuhtoutuvat pylväästä viimeisenä.

Biokemiassa ja bioteknologiassa halutaan usein erotella ja puhdistaa proteiineja. Geelisuodatus on hyvin yleinen menetelmä proteiinien erottelemiseksi ja puhdistamiseksi. Tässä työssä perehdytään geelisuodatuksen toimintaperiaatteeseen ja tutkitaan kahden aineen välistä kokoeroa geelisuodatuksen avulla.

Proteiinien erottelua geelisuodatuksen avulla.

Proteiinien erottelua geelisuodatuksen avulla.

Lataa työohje muokattavassa docx-muodossa tästä.

Lataa työohje tulostettavassa pdf-muodossa tästä.

Tee biomuovia tärkkelyksestä

Viime viikon työssä tutustuttiin bakteerien kykyyn hajottaa tärkkelystä ja värjättiin tärkkelys jodin avulla. Tärkkelystä voidaan tutkia myös monella muulla tavalla. Kemianluokka Gadolinilla on valikoimassaan monia kokeellisia töitä, jotka sopivat sekä biologian että kemian oppitunneille. Ainerajoja ylittäviä kokeellisia töitä voidaan tehdä myös monilla valinnaiskursseilla tai teemaopintojen yhteydessä.

Tärkkelys on monille eliöille tärkeä ravintoaine tai ravintovarasto. Esimerkiksi monet kasvit sitovat energiaa tärkkelykseen selviytyäkseen talvesta. Tärkkelystä on myös monissa siemenissä, jossa se toimii ravintona siemenen itäessä. Toisaalta monet eliöt voivat käyttää tärkkelystä ravinnokseen. Myös monissa ihmiselle tärkeissä ravintokasveissa (peruna, viljat, maissi jne.) on runsaasti tärkkelystä.

Tärkkelys koostuu lähinnä kahdesta eri polysakkaridista: suoraketjuisesta amyloosista ja haaroittuvasta amylopektiinistä. Ne ovat polysakkarideja, jotka koostuvat toisiinsa liittyneistä glukoosimolekyyleistä (glukoosi on monosakkaridi).

Tärkkelyksen liisteröitymistä hyödynnetään monien ruokien valmistamisessa, mutta ilmiötä hyödyntämällä voidaan valmistaa myös biomuovia. Tutustu Kemianluokka Gadolinin työohjeeseen biomuovin valmistamiseen tärkkelyksestä!

Rakenna proteiineja aminohapoista

Proteiineja ja proteiinisynteesiä voi tutkia myös itse rakentamalla! Tätä tarkoitusta varten tarvitse ainoastaan molekyylimallisarjan, joita löytyy useimpien koulujen kemianluokasta. Rakentamalla aminohappoja ja proteiineja itse myös proteiinisynteesin periaatteet ja proteiinien muodostuminen tulevat tutummiksi.

Molekyylimallisarjan lisäksi tarvitset lähetti-RNA:n kodonitaulukon sekä emäsnopan, jotka löydät oheisesta työohjeesta. Emäsnopan avulla selvitetään rakennettava aminohappo. Kun aminohappo on rakennettu, ne liitetään yhteen peptidisidoksilla.

Työtä voidaan soveltaan myös kemian oppitunneille, jos opiskeltavana aiheena ovat biomolekyylit, kondensaatioreaktiot tai isomeria (optinen isomeria). Aminohappoja voidaan rakentaan yksin tai pienissä ryhmissä.

Molekyylimallisarjalla rakennettuja aminohappoja.

Molekyylimallisarjalla rakennettuja aminohappoja.

Lataa työohje proteiinien rakentamiseen tästä.