Zašto hemoglobin srpastih stanica migrira sporije od normalne tijekom elektroforeze u gelu?

Tijekom elektroforeze molekule se odvajaju na temelju naboja i veličine. Hemoglobin srpastih stanica (HbS) razlikuje se od normalnog hemoglobina (HbA) zbog mutacije u genu za beta-globin, što rezultira zamjenom jedne aminokiseline (glutaminske kiseline valinom) u lancu beta-globina. Ova promjena utječe na ukupni oblik i naboj molekule hemoglobina.

U HbS, supstitucija valinom uzrokuje da molekula postane manje topljiva i sklonija polimerizaciji. Kada su deoksigenirane, molekule HbS imaju tendenciju agregacije i stvaranja izduženih, krutih polimera koji mogu iskriviti crvena krvna zrnca, što dovodi do karakterističnog oblika srpa.

Tijekom gel elektroforeze, HbS migrira sporije u usporedbi s HbA zbog nekoliko čimbenika:

Veličina i oblik: Polimerizirane molekule HbS veće su i imaju nepravilniji oblik u usporedbi s HbA. Veće molekule općenito sporije migriraju kroz matricu gela. Osim toga, izduženi i iskrivljeni oblik HbS polimera otežava njihovo kretanje kroz gel.

Naplata: Mutacija u HbS mijenja ukupni naboj molekule. U usporedbi s HbA, HbS ima smanjeni neto negativni naboj. Gel matrica koja se koristi u elektroforezi obično ima negativan naboj, koji privlači pozitivno nabijene molekule. Budući da HbS ima slabiji negativni naboj, doživljava manje elektrostatske privlačnosti prema negativnom polu, što rezultira sporijom migracijom.

Interakcije s matricom gela: Polimeri HbS mogu u većoj mjeri komunicirati s matricom gela nego HbA. Ova interakcija može stvoriti dodatni otpor kretanju molekula HbS, dodatno usporavajući njihovu migraciju.

Kao rezultat ovih čimbenika, HbS migrira sporije od HbA tijekom elektroforeze u gelu, stvarajući različite trake koje se mogu vizualizirati i koristiti za identifikaciju i razlikovanje pojedinaca s osobinom srpastih stanica ili bolesti srpastih stanica od onih s normalnim hemoglobinom.