ETIDIJEV BROMID: STRUKTURA, SVOJSTVA, UPOTREBA, TOKSIČNOST - KEMIJA - 2026

Etidij bromid je fluorescentna aromatski spoj koji ima tu sposobnost, zbog svoje kemijske strukture, može umetnuti između DNA lanaca. Također se veže na visoko presavijene molekule RNA. To omogućava interakciju između ove soli i dušičnih baza.

Etidijev bromid apsorbira ultraljubičasto svjetlo u valnom rasponu od 210 nm do 285 nm, emitirajući narančastu fluorescenciju od 605 nm. Intenzitet njegove fluorescencije povećava se do 20 puta prilikom interakcije s DNK.

Bojenje DNK etidijum-bromidom fluorescira pod UV zračenjem na agaroznom gelu. Izvor: Škola prirodnih resursa iz Ann Arbor

Zbog svojstva fluorescencije, etidij bromid koristi se za vizualizaciju odvojenih fragmenata DNK agaroznom elektroforezom (gornja slika); tehnika koju su neovisno uveli Aaij i Borst (1972) i Sharp (1973).

Etidij bromid, kada se preslikava između lanaca DNA, također može ometati njegove procese umnožavanja i transkripcije; i stoga treba biti uzrok stvaranja mutacija. Međutim, ne postoje čvrsti dokazi koji bi podržali ovu pretpostavku.

Kemijska struktura

Molekularna struktura etilijevog bromida. Izvor: Calvero.

Na gornjoj slici imamo molekularnu strukturu etidij-bromida prikazanu njegovom strukturnom formulom.

Molekula je gotovo potpuno ravna, jer su svi atomi u sustavu formiraju tri prstena (fenantridin) i pozitivno nabijeni atom dušika ima sp ² hibridizacije. Ali nije isto sa supstitucijskim skupinama.

Krajnje desna fenilna skupina, amino skupine i etilna skupina vezana za nabijeni dušik odgovorni su za sustav apsorbiranja UV valnih duljina koji zatim karakteriziraju fluorescenciju etidij-bromida.

S druge strane, imajte na umu da njihove međumolekularne interakcije uglavnom upravljaju elektrostatičkim atrakcijama; i u manjoj mjeri ih drži londonska disperzivna sila prstenova.

Svojstva

Ime

Etidijev bromid.

Naziv IUPAC-a: 3,8-Diamino-5-etil-6-fenilfenantridinijev bromid.

Sinonimi: homidni bromid i Dromilac.

Molekularna formula

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Fizički izgled

Tamno crveni kristali ili se javlja kao smeđi prah.

Ukus

Gorak.

Miris

Čvrsti miris.

Talište

260-262 ° C (raspada se).

točka paljenja

> 100 ° C

Topljivost

40 g / L pri 25 ° C u vodi i 2 mg / ml u etanolu.

Gustoća

0,34 g / cm ³

Tlak pare

1,2 · 10 ^-12 mmHg pri 25 ° C (procijenjeno).

Koeficijent razdvajanja oktanol / voda

Prijavite Kow = - 0,38

Raspad

Kada se zagrijava do raspada, etidij-bromid emitira vrlo otrovni dim bromovodika i dušikovih oksida.

Stabilnost

Stabilno i nespojivo s jakim oksidantima.

Indeks loma

1,67 (procijenjeno).

pH

4-7 u 2% otopini u vodi.

Prijave

Lančana reakcija polimeraze (PCR)

Lančana reakcija polimeraze, PCR, omogućuje dobivanje mnogih kopija eksponencijalno počevši od fragmenta DNA. Tehnika se temelji na svojstvu enzima DNK polimeraza da replicira DNA lance iz njegovih fragmenata koji služe kao predložak.

To je tehnika koja ima beskonačne primjene, uključujući otkrivanje mutacija povezanih s nasljednim bolestima; testovi očinstva; identifikacija osobe koja je počinila zločin itd.

Etidij bromid pomaže identificirati fragmente DNA, proizvode njegove enzimske razgradnje koji se mogu upotrijebiti u PCR tehnici.

Elektroforeza gela s agarozom i akrilamidnim gelom

Etidijum-bromid ugrađen je u gel prije provođenja elektroforeze. Spoj se steže između DNK vrpci i stvara fluorescenciju kada je izložen ultraljubičastoj svjetlosti koji služi za otkrivanje fragmenata DNA koji su razdvojeni elektroforezom.

Fluorescentni uzorak elektroforeze služi kao orijentacija o podrijetlu fragmenata DNA. Vezivanje etidij-bromida na DNK mijenja konformaciju, naboj, težinu i fleksibilnost molekule DNA, što rezultira smanjenjem pokretljivosti makromolekule.

Taj se učinak povećava kako se povećava veličina fragmenta DNA.

Djelovanje etilijevog bromida na tripanosome

Etidijev bromid počeo se primjenjivati ​​u liječenju tripanosomijaze kod goveda 1950-ih, pod imenom Homidio. Odatle je i nastao naziv bomid homide kao sinonim za etidijev bromid.

Terapijska primjena etidij-bromida temelji se na njegovoj toksičnosti za mitohondrije. To se očituje smanjenjem broja kopija mitohondrijske DNK.

Etidijev bromid veže se za molekule DNA kinetoplasta tripanosoma i mijenja njegovu konformaciju u DNAz. Ovaj oblik DNK je smrtonosan, jer je njegova replikacija inhibirana.

Upotreba na životinjskom modelu multiple skleroze

Izravna injekcija etilijevog bromida u cisternu magna stvorila je ponovljivu akutnu leziju gubitka mijelina u mozgu štakora. Ista injekcija leđne moždine u mačke stvorila je leziju usporedivu s onom viđenom u štakora.

Multipla skleroza je autoimuna bolest živčanog sustava, u kojoj imunološki sustav uništava mijelin, tvar koja pokriva neurone.

Toksičnost

Izlaganje

Etidij bromid smatra se toksičnim spojem, jer udisanjem izaziva akutnu iritaciju dišnih putova. Također, dodirom s kožom, etidijev bromid može izazvati upalu i / ili promjenu boje.

U međuvremenu, u očima akutno izlaganje izaziva iritaciju, crvenilo i bol u očima. Stoga se preporučuje da se s materijalima koji se koriste s etidij bromidom rukuje s podacima o sigurnosti materijala (MSDS).

Mutageni karakter

Etidij bromid smatra se visoko mutagenim spojem, jer kada se interkalizira u DNK, može utjecati na njegovo umnožavanje i transkripciju, uzrokujući mutacije; pa čak i, istaknuto je moguće kancerogeno djelovanje.

AMES test je otkrio indukciju mutacija etilijevim bromidom u bakterijama kad se u testu koristi homogenat jetre.

To nas je dovelo do razmišljanja da nije izravno odgovoran za pojavu mutacija u bakterijama, ali da bi one mogle biti posljedica djelovanja nekog metabolita koji nastaje u interakciji etidijevog bromida s homogenatom jetre.

S druge strane, Program prirodne toksikologije utvrdio je da etidij bromid nije mutageni za štakore i miševe. Unatoč tome, njegova se upotreba smanjuje u laboratorijima koji ga koriste u svojim istraživanjima.

Međutim, koncentracija etidij-bromida koja se koristi u istraživanjima je tisućina koncentracije doze koja je davana goveda u liječenju tripanosomijaze, bez pojave mutacija.

Reference

1. Doronina Vicki. (2017). Svijetlo izgaranje: kratka povijest bojenja DNK etodium bromidom. Oporavak od: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Etidijev bromid. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Etidijev bromid. ScienceDirect. Oporavilo od: sciencedirect.com
4. Kraljevsko društvo za kemiju. (2020). Etidijev bromid. Oporavilo od: chemspider.com
5. Kemijska knjiga. (2017). Etidijev bromid. Oporavilo od: chemicalbook.com
6. Veleučilište u Valenciji. (2012). Standardni postupak za rad s etidijevim bromidom. Oporavak od: sprl.upv.es