Защо сърповидноклетъчният хемоглобин мигрира по-бавно от нормалното по време на гел електрофореза?

По време на електрофореза молекулите се разделят въз основа на техния заряд и размер. Сърповидноклетъчният хемоглобин (HbS) се различава от нормалния хемоглобин (HbA) поради мутация в бета-глобиновия ген, което води до заместването на една аминокиселина (глутаминова киселина с валин) във веригата на бета-глобина. Тази промяна засяга цялостната форма и заряда на молекулата на хемоглобина.

В HbS заместването на валин кара молекулата да стане по-малко разтворима и по-податлива на полимеризация. Когато са деоксигенирани, HbS молекулите са склонни да се агрегират и да образуват удължени, твърди полимери, които могат да изкривят червените кръвни клетки, което води до характерната сърповидна форма.

По време на гел електрофореза HbS мигрира по-бавно в сравнение с HbA поради няколко фактора:

Размер и форма: Полимеризираните HbS молекули са по-големи и имат по-неправилна форма в сравнение с HbA. По-големите молекули обикновено мигрират по-бавно през матрицата на гела. Освен това, удължената и изкривена форма на HbS полимерите възпрепятства движението им през гела.

Такса: Мутацията в HbS променя общия заряд на молекулата. В сравнение с HbA, HbS има намален нетен отрицателен заряд. Геловата матрица, използвана при електрофореза, обикновено има отрицателен заряд, който привлича положително заредени молекули. Тъй като HbS има по-слаб отрицателен заряд, той изпитва по-малко електростатично привличане към отрицателния полюс, което води до по-бавна миграция.

Взаимодействия с гел матрицата: HbS полимерите могат да взаимодействат с матрицата на гела по-широко от HbA. Това взаимодействие може да създаде допълнително съпротивление на движението на HbS молекулите, забавяйки допълнително тяхната миграция.

В резултат на тези фактори, HbS мигрира по-бавно от HbA по време на гел електрофореза, произвеждайки различни ивици, които могат да бъдат визуализирани и използвани за идентифициране и разграничаване на индивиди със сърповидноклетъчна черта или сърповидноклетъчна анемия от тези с нормален хемоглобин.