ETIDIUM-BROMID: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK, TOXICITÁS - KÉMIA - 2026

Az etidium-bromid egy fluoreszcens aromás vegyület, amely kémiai szerkezete miatt képes a DNS-láncok közé illeszteni. Ezenkívül kötődik az erősen hajtogatott RNS-molekulákhoz. Ez lehetővé teszi a só és a nitrogénbázisok kölcsönhatását.

Az etidium-bromid abszorbeálja az ultraibolya fényt 210 és 285 nm közötti hullámhossztartományban, narancssárga fényű fényt kibocsátva 605 nm-en. A fluoreszcencia intenzitása akár 20-szor is növekszik, amikor kölcsönhatásba lép a DNS-sel.

DNS-festés etidium-bromiddal, UV-sugárzás mellett, agarózgélen fluoreszkálva. Forrás: Ann Arbor Természeti Erőforrások Iskolája

Fluoreszcencia tulajdonsága miatt az etidium-bromidot az elválasztott DNS-fragmensek agaróz elektroforézissel történő megjelenítésére használják (felső kép); Aaij és Borst (1972) és Sharp (1973) által önállóan bevezetett technika.

Az etidium-bromid, ha a DNS-láncok között interkalálódnak, szintén akadályozhatja annak duplikációs és transzkripciós folyamatait; ezért a mutációk kialakulásának oka. Nincs azonban meggyőző bizonyíték erre a feltételezésre.

Kémiai szerkezet

Az etidium-bromid molekuláris szerkezete. Forrás: Calvero.

A felső képen az etidium-bromid molekuláris szerkezete van, amelyet a szerkezeti képlet képvisel.

A molekula szinte teljesen sík, mert minden atom a rendszer által képzett három gyűrű (fenantridin), és a pozitív töltésű nitrogénatom van sp ² hibridizációs. De nem ugyanaz a szubsztituens csoportjaival.

A szélsőjobb fenilcsoport, az aminocsoportok és a töltött nitrogénhez kapcsolódó etilcsoport felelős az UV-hullámhosszokat abszorbeáló rendszerért, amely később jellemzi az etidium-bromid fluoreszcenciáját.

Másrészt, vegye figyelembe, hogy intermolekuláris kölcsönhatásaikat elsősorban elektrosztatikus vonzások szabályozzák; és kisebb mértékben a gyűrűk londoni diszpergáló erői tartják őket együtt.

Tulajdonságok

Név

Etídium-bromid.

IUPAC név: 3,8-Diamino-5-etil-6-fenil-fenantridium-bromid.

Szinonimák: homid-bromid és Dromilac.

Molekuláris képlet

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Fizikai megjelenés

Sötétvörös kristályok vagy barna por formájában fordul elő.

Íz

Keserű.

Szag

Szagtalan szilárd anyag.

Olvadáspont

260-262 ° C (bomlik).

gyújtási pont

> 100 ºC

Oldhatóság

40 g / L 25 ° C-on vízben és 2 mg / ml etanolban.

Sűrűség

0,34 g / cm ³

Gőznyomás

1,2 · ^10–12 mmHg 25 ° C-on (becsült érték).

Oktanol / víz megoszlási együttható

Log Kow = - 0,38

bomlás

Bomlásig hevítve az etidium-bromid nagyon mérgező hidrogén-bromid- és nitrogén-oxidfüstöt bocsát ki.

Stabilitás

Stabil és összeférhetetlen erős oxidáló szerekkel.

Törésmutató

1,67 (becsült).

pH

4-7 vegyület 2% -os vizes oldatában.

Alkalmazások

Polimeráz láncreakció (PCR)

A polimeráz láncreakció, a PCR, sok másolatot eredményez, amelyek exponenciálisan egy DNS-fragmentumból indulnak ki. Ez a módszer a DNS-polimeráz enzim azon tulajdonságán alapul, hogy replikálja a DNS-szálakat fragmenseiből, amelyek sablonként szolgálnak.

Ez egy olyan technika, amelynek végtelen alkalmazása van, ideértve az örökletes betegségekkel kapcsolatos mutációk kimutatását; apasági tesztek; bűncselekményt elkövető személy azonosítása stb.

Az etidium-bromid segít azonosítani a DNS-fragmentumokat, enzimes bomlástermékeit, amelyek felhasználhatók a PCR technikában.

Agaróz és akril-amid gél elektroforézise a DNS-ben

Az etidium-bromidot beillesztik a gélbe az elektroforézis elvégzése előtt. A vegyületet a DNS-sávok között rétegezzük, és ultraibolya fénynek kitéve fluoreszcenciát képez, amely felfedi az elektroforézissel elválasztott DNS-fragmentumokat.

Az elektroforézis fluoreszcencia mintája orientációként szolgál a DNS-fragmensek eredete szempontjából. Az etidium-bromid DNS-hez történő kötődése megváltoztatja a DNS-molekula konformációját, töltését, tömegét és rugalmasságát, ami csökkenti a makromolekula mobilitását.

Ez a hatás növekszik, amikor a DNS-fragmentum mérete növekszik.

Az etidium-bromid hatása a trippanoszómákra

Az etidium-bromidot az 1950-es években kezdték használni szarvasmarhákban a trippanosomiasis kezelésében, Homidio néven. Innentől származik a homid-bromid név az etidium-bromid szinonimájaként.

Az etidium-bromid terápiás felhasználása a mitokondriumokra gyakorolt ​​toxicitásain alapszik. Ez a mitokondriális DNS kópiaszámának csökkenésével nyilvánul meg.

Az etidium-bromid kötődik a trypanoszóma kinetoplaszt DNS-molekuláinak és megváltoztatja konformációját DNSz-vé. A DNS ezen formája halálos, mivel replikációját gátolja.

Alkalmazás sclerosis multiplex állatmodelleiben

Az etidium-bromid közvetlen befecskendezése a tartály mágnájába reprodukálható akut mielinvesztéses elváltozást okozott patkányok agytörzsében. Ugyanazzal a gerincvelő-injekcióval a macskáknál a sérülés hasonló, mint a patkányokban.

A sclerosis multiplex egy idegrendszer autoimmun betegsége, amelyben az immunrendszer elpusztítja a mielint, egy idegsejteket lefedő anyagot.

toxicitás

Kiállítás

Az etidium-bromid mérgező vegyületnek tekinthető, mivel belélegzése akut irritációt okoz a légutakban. Ezenkívül a bőrrel érintkezve az etidium-bromid gyulladást és / vagy elszíneződést okozhat.

Eközben a szemben az akut expozíció irritációt, bőrpírot és szemfájdalmat okoz. Ezért ajánlott az etidium-bromiddal használt anyag kezelése az anyagbiztonsági adatlapon (MSDS).

Mutagén jelleg

Az etidium-bromidot erősen mutagén vegyületnek tekintik, mivel a DNS-be interkalálva befolyásolhatja annak duplikációját és transzkripcióját, mutációkat okozva; sőt, rámutattak egy lehetséges rákkeltő hatásra is.

Az AMES teszt csak az etidium-bromid mutációk indukcióját detektálta baktériumokban, ha májhomogenizátumot használtunk a teszthez.

Ez arra késztett minket, hogy azt gondoljuk, hogy nem közvetlenül felelős a baktériumok mutációinak megjelenéséért, hanem hogy ennek következményei lehetnek valamilyen metabolitnak, amely az etidium-bromid és a májhomogenizátum kölcsönhatásában keletkezik.

Másrészt a Természetes Toxikológiai Program megállapította, hogy az etidium-bromid nem volt mutagén patkányokban és egerekben. Ennek ellenére csökken a felhasználása azokban a laboratóriumokban, amelyek kutatásaik során felhasználják.

A vizsgálatokban alkalmazott etidium-bromid-koncentráció azonban a szarvasmarháknak a trippanosomiasis kezelésében adott dózisának ezred része, mutációk megjelenése nélkül.

Irodalom

1. Doronina Vicki. (2017). Fényesen égő: az etidium-bromid DNS-festésének rövid története. Helyreállítva: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Etídium-bromid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Etídium-bromid. ScienceDirect. Helyreállítva: sciencedirect.com
4. A Kémiai Királyi Társaság. (2020). Etídium-bromid. Helyreállítva: chemspider.com
5. Vegyi könyv. (2017). Etídium-bromid. Helyreállítva: Chemicalbook.com
6. Valencia Politechnikai Egyetem. (2012). Az etidium-bromiddal végzett munka standard eljárása. Helyreállítva: sprl.upv.es