ETIDIUMBROMIDI: RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ, TOKSISUUS - KEMIA - 2025

Etidiumbromidilla on fluoresoiva aromaattinen yhdiste, jolla on kyky, koska sen kemiallinen rakenne, voidaan väliin DNA ketjuja. Se sitoutuu myös voimakkaasti taitettuihin RNA-molekyyleihin. Tämä mahdollistaa vuorovaikutuksen tämän suolan ja typpipitoisten emästen välillä.

Etidiumbromidi absorboi ultraviolettivaloa aallonpituusalueella 210 - 285 nm, lähettäen oranssin fluoresenssin 605 nm. Sen fluoresenssin intensiteetti kasvaa jopa 20 kertaa, kun se on vuorovaikutuksessa DNA: n kanssa.

DNA-värjäys etidiumbromidilla, joka fluoresoi UV-säteilyllä agaroosigeelillä. Lähde: Luonnonvarojen koulu Ann Arborilta

Fluoresenssiominaisuutensa vuoksi etidiumbromidia käytetään visualisoimaan erotetut DNA-fragmentit agaroosielektroforeesilla (ylempi kuva); tekniikka, jonka Aaij ja Borst (1972) ja Sharp (1973) esittelivät itsenäisesti.

Etidiumbromidi, interkaloituna DNA-ketjujen välille, voisi myös estää sen monistamista ja transkriptiota; ja siksi olla syynä mutaatioiden syntymiseen. Tätä olettamaa ei kuitenkaan voida vahvistaa vakuuttavasti.

Kemiallinen rakenne

Etidiumbromidin molekyylirakenne. Lähde: Calvero.

Yläkuvassa meillä on etidiumbromidin molekyylirakenne, jota edustaa sen rakennekaava.

Molekyyli on lähes täysin tasainen, koska kaikki atomit järjestelmän muodostaman kolme rengasta (fenantridiini) ja positiivisesti varautuneen typpiatomin on sp ² hybridisaatio. Mutta se ei ole sama sen substituenttiryhmien kanssa.

Äärimmäisenä oikeana oleva fenyyliryhmä, aminoryhmät ja varautuneeseen typpeen sitoutuneet etyyliryhmät ovat vastuussa järjestelmästä, joka absorboi UV-aallonpituudet, jotka sitten kuvaavat etidiumbromidin fluoresenssia.

Toisaalta, huomaa, että niiden molekyylien välistä vuorovaikutusta säätelevät pääosin sähköstaattiset vetovoimat; ja vähemmässä määrin niitä pitävät renkaiden Lontoon hajottavat voimat yhdessä.

ominaisuudet

Nimi

Etidiumbromidi.

IUPAC-nimi: 3,8-Diamino-5-etyyli-6-fenyylifenantridiiniumbromidi.

Synonyymit: homidibromidi ja Dromilac.

Molekyylikaava

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Fyysinen ulkonäkö

Tummanpunaiset kiteet tai esiintyy ruskeana jauheena.

Maku

Katkera.

Haju

Hajuton kiinteä aine.

Sulamispiste

260 - 262 ° C (hajoaa).

syttymispiste

> 100 ºC

Liukoisuus

40 g / l 25 ° C: ssa vedessä ja 2 mg / ml etanolissa.

Tiheys

0,34 g / cm ³

Höyrynpaine

1,2 · 10 - ¹² mmHg lämpötilassa 25 ° C (arvioitu).

Oktanoli / vesi-jakaantumiskerroin

Log Kow = - 0,38

hajoaminen

Kuumennettaessa hajoamiseen etidiumbromidi tuottaa erittäin myrkyllistä vetybromidin ja typen oksidien savua.

pysyvyys

Vakaa ja yhteensopimaton vahvojen hapettimien kanssa.

Taitekerroin

1,67 (arvioitu).

pH

4-7 2-prosenttisessa vesiliuoksessa.

Sovellukset

Polymeraasiketjureaktio (PCR)

Polymeraasiketjureaktio, PCR, sallii monien kopioiden saamisen eksponentiaalisesti alkaen DNA-fragmentista. Tekniikka perustuu DNA-polymeraasi-entsyymin ominaisuuteen replikoida DNA-juosteita fragmentteistaan, jotka toimivat templaattina.

Se on tekniikka, jolla on äärettömiä sovelluksia, mukaan lukien perinnöllisiin sairauksiin liittyvien mutaatioiden havaitseminen; isyystestejä; rikoksen syyllistyneen henkilön tunnistaminen

Etidiumbromidi auttaa tunnistamaan DNA-fragmentit, sen entsymaattisten hajoamistuotteiden, joita voidaan käyttää PCR-tekniikassa.

DNA: n agaroosi- ja akryyliamidigeelielektroforeesi

Etidiumbromidi sisällytetään geeliin ennen elektroforeesin suorittamista. Yhdiste kerrostetaan DNA-vyöhykkeiden väliin ja tuottaa fluoresenssin altistettuna ultraviolettivalolle, joka paljastaa DNA-fragmentit, jotka erotetaan elektroforeesilla.

Elektroforeesin fluoresenssikuvio toimii orientointina DNA-fragmenttien alkuperästä. Etidiumbromidin sitoutuminen DNA: han muuttaa DNA-molekyylin konformaatiota, varausta, painoa ja joustavuutta, mikä johtaa makromolekyylin liikkuvuuden vähentymiseen.

Tämä vaikutus kasvaa, kun DNA-fragmentin koko kasvaa.

Etidiumbromidin vaikutus trypanosomeihin

Etidiumbromidia alettiin käyttää nautojen trypanosomiasis-hoidossa 1950-luvulla nimellä Homidio. Sieltä tuli nimi homidibromidi synonyyminä etidiumbromidille.

Etidiumbromidin terapeuttinen käyttö perustuu sen toksisuuteen mitokondrioille. Tämä käy ilmi mitokondriaalisen DNA: n kopioiden lukumäärän vähenemisestä.

Etidiumbromidi sitoutuu trypanosomin kinetoplastin DNA-molekyyleihin ja muuttaa sen konformaatiota DNAz: ksi. Tämä DNA-muoto on tappava, koska sen replikaatio on estetty.

Käyttö multippeliskleroosin eläinmallissa

Etidiumbromidin suora injektio vesisäiliön magnaan tuotti toistettavan akuutin myeliinin menetyksen vaurion rottien aivorinnassa. Sama selkäytimen injektio kissoilla tuotti vaurion, joka oli verrattavissa rotilla havaittuun.

Multippeliskleroosi on hermoston autoimmuunisairaus, jossa immuunijärjestelmä tuhoaa myeliinin, aineen, joka peittää hermosolut.

Myrkyllisyys

näyttely

Etidiumbromidia pidetään myrkyllisenä yhdisteenä, koska hengitettynä se aiheuttaa hengitysteiden akuuttia ärsytystä. Lisäksi joutuessaan kosketuksiin ihon kanssa etidiumbromidi voi aiheuttaa tulehduksia ja / tai värimuutoksia.

Samaan aikaan akuutti altistuminen aiheuttaa silmissä ärsytystä, punoitusta ja silmäkipua. Siksi on suositeltavaa, että etidiumbromidin kanssa käytettävää materiaalia käsitellään käyttöturvallisuustiedotteella (MSDS).

Mutageeninen luonne

Etidiumbromidia pidetään erittäin mutageenisena yhdisteenä, koska interkaloituna DNA: han se voi vaikuttaa sen monistumiseen ja transkriptioon, aiheuttaen mutaatioita; ja jopa mahdollinen syöpää aiheuttava vaikutus on mainittu.

AMES-testi havaitsi vain etidiumbromidin mutaatioiden indusoitumisen bakteereissa, kun testissä käytettiin maksahomogenaattia.

Tämä viittasi siihen, että se ei ole suoraan vastuussa mutaatioiden esiintymisestä bakteereissa, mutta että nämä voivat olla seurausta jonkin metaboliitin vaikutuksesta, joka syntyy etidiumbromidin vuorovaikutuksessa maksahomogenaatin kanssa.

Toisaalta luonnollisessa toksikologiaohjelmassa todettiin, että etidiumbromidi ei ollut mutageeninen rotille ja hiirille. Siitä huolimatta sen käyttöä vähennetään laboratorioissa, jotka käyttävät sitä tutkimuksessaan.

Tutkimuksissa käytetty etidiumbromidin pitoisuus on kuitenkin tuhatosa nautaeläimille trypanosomioosin hoidossa annetusta annoksesta ilman mutaatioita.

Viitteet

1. Doronina Vicki. (2017). Palava kirkas: lyhyt historia etidiumbromidi-DNA: n värjäyksestä. Palautettu osoitteesta: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Etidiumbromidi. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Etidiumbromidi. ScienceDirect. Palautettu osoitteesta: sciencedirect.com
4. Royal Society of Chemistry. (2020). Etidiumbromidi. Palautettu osoitteesta: chemspider.com
5. Kemikaalikirja. (2017). Etidiumbromidi. Palautettu osoitteesta: kemikaalikirja.com
6. Valencian ammattikorkeakoulu. (2012). Vakiomenetelmä etidiumbromidin kanssa työskentelemiseen. Palautettu: sprl.upv.es