ETIDIJEV BROMID: ZGRADBA, LASTNOSTI, UPORABE, STRUPENOST - KEMIJA - 2025

Etidijev bromid je fluorescenten aromatska spojina, ki ima sposobnost, zaradi svoje kemijske strukture, se vstavi med verig DNA. Veže se tudi na močno zložene molekule RNA. To omogoča interakcijo med to soljo in dušikovimi bazami.

Etidijev bromid absorbira ultravijolično svetlobo v valovnih dolžinah od 210 nm do 285 nm, kar oddaja oranžno fluorescenco 605 nm. Intenzivnost njene fluorescence se med interakcijo z DNK poveča do 20-krat.

Barvanje DNK z etidijevim bromidom fluorescira pod UV-sevanjem na agaroznem gelu. Vir: Šola naravnih virov iz Ann Arbor

Zaradi svoje fluorescentne lastnosti se etidijev bromid uporablja za vizualizacijo ločenih fragmentov DNK z agarozno elektroforezo (zgornja slika); tehnika, ki sta jo samostojno uvedla Aaij in Borst (1972) in Sharp (1973).

Etidijev bromid, kadar je umeščen med verige DNA, lahko tudi ovira njegovo podvajanje in prepisovanje; zato naj bo vzrok za nastanek mutacij. Vendar pa ni nobenih prepričljivih dokazov, ki bi podprli to domnevo.

Kemična zgradba

Molekularna zgradba etidijevega bromida. Vir: Calvero.

Na zgornji sliki imamo molekulsko strukturo etidijevega bromida, predstavljeno z njegovo strukturno formulo.

Molekula je skoraj popolnoma ravna, ker imajo vsi atomi sistema, ki jih tvorijo trije obroči (fenatridin) in pozitivno nabiti dušikov atom, sp ² hibridizacijo . Z nadomestnimi skupinami pa ni isto.

Skrajno desna fenilna skupina, amino skupine in etilna skupina, vezana na napolnjen dušik, so odgovorni za sistem, ki absorbira UV valovne dolžine, ki nato označujejo fluorescenco etilijevega bromida.

Po drugi strani pa upoštevajte, da njihove medmolekulske interakcije upravljajo predvsem elektrostatične privlačnosti; in v manjši meri jih držijo londonske disperzivne sile obročev.

Lastnosti

Ime

Etidijev bromid.

Ime IUPAC: 3,8-diamino-5-etil-6-fenilfenantridinijev bromid.

Sinonimi: homidni bromid in Dromilac.

Molekularna formula

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Fizični videz

Temno rdeči kristali ali se pojavljajo kot rjavi prah.

Okus

Grenko.

Neprijeten vonj

Trden vonj.

Tališče

260-262 ° C (razpade).

mesto vžiga

> 100 ° C

Topnost

40 g / L pri 25 ° C v vodi in 2 mg / ml v etanolu.

Gostota

0,34 g / cm ³

Parni tlak

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

Porazdelitveni koeficient oktanol / voda

Log Kow = - 0,38

Razgradnja

Ko se segreje do razkroja, etil-bromid oddaja zelo strupen dim vodikovega bromida in dušikovih oksidov.

Stabilnost

Obstojno in nezdružljivo z močnimi oksidanti.

Lomni količnik

1,67 (ocenjeno).

pH

4-7 v 2% raztopini v vodi.

Prijave

Verižna reakcija polimeraze (PCR)

Verižna reakcija polimeraze, PCR, omogoča pridobivanje številnih kopij eksponentno, izhajajoč iz fragmenta DNA. Tehnika temelji na lastnosti encima DNK polimeraza, da posnema pramene DNK iz njegovih fragmentov, ki služijo kot predloga.

Gre za tehniko, ki ima neskončno uporabo, vključno z odkrivanjem mutacij, povezanih z dednimi boleznimi; testi očetovstva; identifikacija osebe, ki je storila kaznivo dejanje itd.

Etidijev bromid pomaga prepoznati fragmente DNK, produkte njegove encimske razgradnje, ki jih je mogoče uporabiti v tehniki PCR.

Elektroforeza gela z agarozo in akrilamidnim gelom

Pred izvajanjem elektroforeze se v gel vključi etilijev bromid. Spojina se zasuti med pasovi DNK in ustvari fluorescenco, ko je izpostavljena ultravijolični svetlobi, ki služi za razkritje fragmentov DNK, ki so ločeni na elektroforezi.

Fluorescenčni vzorec elektroforeze služi kot orientacija glede izvora fragmentov DNK. Vezava etidijevega bromida na DNK spremeni konformacijo, naboj, težo in prožnost molekule DNA, kar ima za posledico zmanjšanje mobilnosti makromolekule.

Ta učinek narašča, ko se poveča velikost fragmenta DNK.

Delovanje etidijevega bromida na tripanosome

Etidijev bromid se je začel uporabljati pri zdravljenju tripanosomiaze pri govedu v petdesetih letih prejšnjega stoletja pod imenom Homidio. Od tod je prišlo ime homidni bromid kot sinonim za etidijev bromid.

Terapevtska uporaba etidijevega bromida temelji na njegovi strupenosti za mitohondrije. To se kaže z zmanjšanjem števila kopij DNK mitohondrijev.

Etidijev bromid se veže na molekule DNA kinetoplasta tripanosome in spremeni njegovo konformacijo v DNAz. Ta oblika DNK je smrtonosna, saj je njeno kopiranje zavirano.

Uporaba v živalskem modelu multiple skleroze

Neposredna injekcija etilijevega bromida v cisterno magna je povzročila ponovljivo akutno lezijo izgube mielina v možganskem deblu podgan. Ista injekcija hrbtenjače pri mačkah je povzročila lezijo, ki je primerljiva s tisto pri podganah.

Multipla skleroza je avtoimunska bolezen živčnega sistema, pri kateri imunski sistem uniči mielin, snov, ki pokriva nevrone.

Toksičnost

Izložba

Etidijev bromid velja za strupeno spojino, saj z vdihavanjem povzroči akutno draženje dihalnih poti. Prav tako lahko s stikom s kožo etidijev bromid povzroči vnetje in / ali spremembo barve.

Medtem pa v očeh akutna izpostavljenost povzroči draženje, pordelost in očesne bolečine. Zato je priporočljivo, da z materiali, uporabljenimi z etidijevim bromidom, ravnate s podatkovnim listom o varnosti materiala (MSDS).

Mutageni značaj

Etidijev bromid velja za zelo mutageno spojino, saj lahko, ko se vmeša v DNK, vpliva na njegovo podvajanje in prepisovanje, kar povzroči mutacije; in celo, je bilo izpostavljeno možno rakotvorno delovanje.

AMES-ov test je odkril indukcijo mutacij z etidijevim bromidom pri bakterijah, ko je bil v testu uporabljen jetrni homogenat.

To nas je pripeljalo do misli, da ni neposredno odgovorna za nastanek mutacij v bakterijah, ampak da so lahko posledica delovanja nekaterih presnovkov, ki nastanejo v interakciji etidijevega bromida z jetrnim homogenatom.

Po drugi strani je program naravne toksikologije ugotovil, da etidijev bromid ni podložen mutageni za podgane in miši. Kljub temu se njegova uporaba zmanjšuje v laboratorijih, ki ga uporabljajo pri svojih raziskavah.

Vendar je koncentracija etilijevega bromida, uporabljenega v preiskavah, ena tisočinka koncentracije odmerka, danega govedu pri zdravljenju tripanosomiaze, brez pojava mutacij.

Reference

1. Doronina Vicki. (2017). Svetlo gori: kratka zgodovina obarvanja DNK z etidijevim bromidom. Pridobljeno: bitesizebio.com
2. Wikipedija. (2020). Etidijev bromid. Pridobljeno: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Etidijev bromid. ScienceDirect. Pridobljeno: sciencedirect.com
4. Royal Society of Chemistry. (2020). Etidijev bromid. Pridobljeno: chemspider.com
5. Kemijska knjiga. (2017). Etidijev bromid. Pridobljeno: chemicalbook.com
6. Politehnična univerza v Valenciji. (2012). Standardni postopek za delo z etidijevim bromidom. Pridobljeno: sprl.upv.es