Miért vándorol a sarlósejtes hemoglobin a normálisnál lassabban gélelektroforézis során?

Az elektroforézis során a molekulákat töltésük és méretük alapján választják el. A sarlósejtes hemoglobin (HbS) a béta-globin gén mutációja miatt különbözik a normál hemoglobintól (HbA), ami egyetlen aminosav (glutaminsav valinná) helyettesítését eredményezi a béta-globin láncban. Ez a változás befolyásolja a hemoglobin molekula általános alakját és töltését.

A HbS-ben a valin szubsztitúció hatására a molekula kevésbé oldódik, és hajlamosabb a polimerizációra. Ha oxigénmentesítjük, a HbS-molekulák hajlamosak aggregálódni, és hosszúkás, merev polimereket képezni, amelyek eltorzíthatják a vörösvértesteket, ami a jellegzetes sarló alakot eredményezi.

A gélelektroforézis során a HbS lassabban vándorol, mint a HbA, több tényező miatt:

Méret és forma: A polimerizált HbS molekulák nagyobbak és szabálytalanabb alakúak a HbA-hoz képest. A nagyobb molekulák általában lassabban vándorolnak át a gélmátrixon. Ezenkívül a HbS polimerek megnyúlt és torz alakja akadályozza a gélen való mozgásukat.

Töltés: A HbS mutációja megváltoztatja a molekula teljes töltését. A HbA-hoz képest a HbS nettó negatív töltése csökkent. Az elektroforézisben használt gélmátrix jellemzően negatív töltésű, ami vonzza a pozitív töltésű molekulákat. Mivel a HbS-nek gyengébb a negatív töltése, kisebb az elektrosztatikus vonzás a negatív pólus felé, ami lassabb migrációt eredményez.

Kölcsönhatások a gélmátrixszal: A HbS polimerek nagyobb mértékben képesek kölcsönhatásba lépni a gélmátrixszal, mint a HbA. Ez a kölcsönhatás további ellenállást kelthet a HbS molekulák mozgásával szemben, tovább lassítva migrációjukat.

E tényezők eredményeként a HbS lassabban vándorol, mint a HbA a gélelektroforézis során, különálló sávokat hozva létre, amelyek láthatóvá tehetők, és felhasználhatók a sarlósejtes tulajdonságokkal vagy sarlósejtes betegséggel rendelkező egyének azonosítására és megkülönböztetésére a normál hemoglobinnal rendelkezőktől.