БРОМИСТЫЙ ЭТИДИЙ: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, ТОКСИЧНОСТЬ - ХИМИЯ - 2025

Бромид этидия представляет собой флуоресцентное ароматическое соединение , имеющее возможность, из - за его химическую структуру, быть вставлен между цепями ДНК. Он также связывается с сильно свернутыми молекулами РНК. Это позволяет взаимодействовать между этой солью и азотистыми основаниями.

Бромид этидия поглощает ультрафиолетовый свет в диапазоне длин волн от 210 до 285 нм, испуская оранжевую флуоресценцию 605 нм. Интенсивность его флуоресценции увеличивается до 20 раз при взаимодействии с ДНК.

Окрашивание ДНК бромидом этидия, флуоресценция в УФ-излучении на агарозном геле. Источник: Школа природных ресурсов Анн-Арбора.

Из-за его флуоресцентного свойства бромистый этидий используется для визуализации разделенных фрагментов ДНК с помощью электрофореза в агарозе (верхнее изображение); метод, введенный независимо Aaij и Borst (1972) и Sharp (1973).

Бромид этидия, внедряясь между цепями ДНК, также может препятствовать процессам его дупликации и транскрипции; и, следовательно, быть причиной возникновения мутаций. Однако нет убедительных доказательств, подтверждающих это предположение.

Химическая структура

Молекулярная структура бромистого этидия. Источник: Кальверо.

На верхнем изображении мы видим молекулярную структуру бромистого этидия, представленную его структурной формулой.

Молекула почти полностью плоская, потому что все атомы системы, образованной тремя кольцами (фенантридин) и положительно заряженным атомом азота, имеют sp ² -гибридизацию . Но это не то же самое с его заместителями.

Крайняя правая фенильная группа, аминогруппы и этильная группа, присоединенные к заряженному азоту, отвечают за систему, поглощающую УФ-длины волн, которые позже характеризуют флуоресценцию бромистого этидия.

С другой стороны, обратите внимание, что их межмолекулярные взаимодействия в основном регулируются электростатическим притяжением; и в меньшей степени они удерживаются вместе лондонскими дисперсионными силами колец.

свойства

название

Этидиум бромид.

Название ИЮПАК: 3,8-диамино-5-этил-6-фенилфенантридиния бромид.

Синонимы: гомид бромид и дромилак.

Молекулярная формула

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Внешность

Темно-красные кристаллы или коричневый порошок.

Вкус

Bitter.

запах

Твердое вещество без запаха.

Температура плавления

260-262 ° С (разлагается).

точка воспламенения

> 100 ºC

Растворимость

40 г / л при 25 ºC в воде и 2 мг / мл в этаноле.

плотность

0,34 г / см ³

Давление газа

1,2 · 10 ^-12 мм рт. Ст. При 25 ° C (оценка).

Коэффициент разделения октанол / вода

Log Kow = - 0,38

декомпозиция

Когда он нагревается до разложения, бромид этидия выделяет очень токсичный дым бромистого водорода и оксидов азота.

стабильность

Стабилен и несовместим с сильными окислителями.

Показатель преломления

1,67 (оценка).

pH

4-7 в 2% растворе в воде.

Приложения

Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

Полимеразная цепная реакция, ПЦР, позволяет получить множество копий экспоненциально, начиная с фрагмента ДНК. Этот метод основан на свойстве фермента ДНК-полимеразы реплицировать нити ДНК из своих фрагментов, которые служат матрицей.

Это метод, который имеет бесконечное количество применений, включая обнаружение мутаций, связанных с наследственными заболеваниями; тесты на отцовство; идентификация лица, совершившего преступление и др.

Бромид этидия помогает идентифицировать фрагменты ДНК, продукты ее ферментативной деградации, которые можно использовать в методе ПЦР.

Электрофорез ДНК в агарозном и акриламидном геле

Бромид этидия вводят в гель перед проведением электрофореза. Соединение зажато между полосами ДНК и дает флуоресценцию при воздействии ультрафиолетового света, который служит для выявления фрагментов ДНК, которые разделяются при электрофорезе.

Картина флуоресценции электрофореза служит ориентиром относительно происхождения фрагментов ДНК. Связывание бромистого этидия с ДНК изменяет конформацию, заряд, вес и гибкость молекулы ДНК, что приводит к снижению подвижности макромолекулы.

Этот эффект усиливается с увеличением размера фрагмента ДНК.

Действие бромистого этидия на трипаносомы

Бромид этидия начал использоваться для лечения трипаносомоза крупного рогатого скота в 1950-х годах под названием Homidio. Отсюда и произошло название «гомид бромид» как синоним бромистого этидия.

Терапевтическое использование бромистого этидия основано на его токсичности для митохондрий. Это проявляется в уменьшении количества копий митохондриальной ДНК.

Бромид этидия связывается с молекулами ДНК кинетопласта трипаносомы и меняет его конформацию на DNAz. Эта форма ДНК смертельна, так как ее репликация подавлена.

Использование в животной модели рассеянного склероза

Прямая инъекция бромистого этидия в большую цистерну вызвала воспроизводимые очаги острой потери миелина в стволе мозга крыс. Та же инъекция в спинной мозг кошкам вызвала поражение, сопоставимое с таковым у крыс.

Рассеянный склероз - это аутоиммунное заболевание нервной системы, при котором иммунная система разрушает миелин, вещество, покрывающее нейроны.

токсичность

экспозиция

Бромистый этидий считается токсичным соединением, поскольку при вдыхании вызывает острое раздражение дыхательных путей. Кроме того, при контакте с кожей бромистый этидий может вызвать воспаление и / или обесцвечивание.

Между тем острое воздействие вызывает раздражение, покраснение и боль в глазах. Поэтому рекомендуется обращаться с материалом, используемым с бромидом этидия, в соответствии с Паспортом безопасности материала (MSDS).

Мутагенный характер

Бромид этидия считается очень мутагенным соединением, поскольку при внедрении в ДНК он может повлиять на ее дупликацию и транскрипцию, вызывая мутации; и даже было указано на возможное канцерогенное действие.

Тест AMES обнаруживал индукцию мутаций бромистым этидием в бактериях только тогда, когда в тесте использовался гомогенат печени.

Это привело нас к мысли, что он не несет прямой ответственности за появление мутаций у бактерий, но что они могут быть следствием действия некоторых метаболитов, образующихся при взаимодействии бромистого этидия с гомогенатом печени.

С другой стороны, Программа естественной токсикологии установила, что бромистый этидий не оказывает мутагенного воздействия на крыс и мышей. Несмотря на это, его использование сокращается в лабораториях, которые используют его в своих исследованиях.

Однако концентрация бромистого этидия, используемая в исследованиях, составляет одну тысячную от концентрации дозы, введенной крупному рогатому скоту при лечении трипаносомоза, без появления мутаций.

Ссылки

1. Доронина Вики. (2017). Ярко пылает: краткая история окрашивания ДНК бромистым этидием. Получено с: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Этидиум бромид. Получено с: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Этидиум бромид. ScienceDirect. Получено с: sciencedirect.com
4. Королевское химическое общество. (2020). Этидиум бромид. Получено с: chemspider.com
5. Химическая книга. (2017). Этидиум бромид. Получено с: chemicalbook.com
6. Политехнический университет Валенсии. (2012). Стандартный порядок работы с бромистым этидием. Получено с: sprl.upv.es