Struttura del bromuro di etidio, proprietà, usi, tossicità

Lui Bromuro etidico È un composto fluorescente e aromatico che ha la capacità, a causa della sua struttura chimica, di intervalli tra le catene del DNA. Inoltre, si lega a molecole di RNA altamente piegate. Ciò consente un'interazione tra questo sale e le basi di azoto.

Il bromuro di etidio assorbe la luce ultravioletta in una gamma di lunghezze d'onda tra 210 nm e 285 nm, emettendo una fluorescenza arancione 605 nm. L'intensità della sua fluorescenza aumenta fino a 20 volte quando interagisce con il DNA.

Macchia di DNA con fluorescente bromuro di etidio sotto radiazione UV nel gel di agarosio. Fonte: School of Natural Resources from Ann Arbor [CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)]

A causa della sua proprietà di fluorescenza, il bromuro di etidio viene utilizzato per visualizzare i frammenti di DNA separati mediante un'elettroforesi di agarosio (immagine superiore); Tecnica introdotta indipendentemente da Aaij e Borst (1972) e Sharp (1973).

Il bromuro di etidio quando le intervallazioni tra le catene del DNA potrebbero anche ostacolare i suoi processi di duplicazione e trascrizione; E quindi, essere la causa della generazione di mutazioni. Tuttavia, non ci sono prove conclusive che dimostrano questa ipotesi.

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Struttura chimica

Struttura molecolare del bromuro di etidio. Fonte: CalVo. [Dominio pubblico]

Nell'immagine superiore abbiamo la struttura molecolare del bromuro di etidio rappresentato dalla sua formula strutturale.

La molecola è quasi completamente piatta, perché tutti gli atomi del sistema formati dai tre anelli (Fantridina) e l'atomo di azoto caricato positivamente hanno l'ibridazione SP². Ma non accade allo stesso modo con i suoi gruppi sostituenti.

Il gruppo fenilico dell'estremità destra, i gruppi amminici e il gruppo etilico collegati all'azoto caricato sono responsabili del sistema per assorbire le lunghezze d'onda UV che caratterizzano quindi la fluorescenza del bromuro di etidio.

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D'altra parte, notare che le sue interazioni intermolecolari sono principalmente governate da attrazioni elettrostatiche; E in misura minore, rimangono coesi dalle forze dispersive degli anelli.

Proprietà

Nome

Bromuro etidico.

Nome IUPAC: 3.8-Diamino-5-Etil-6-Fenilfenantridino Bromuro.

Sinonimi: Bromuro di Homidio e Dromilac.

Formula molecolare

C_ventunoH_ventiN₃Br

Aspetto fisico

Cristalli rosso scuro o sono presentati come una polvere marrone.

Gusto

Amaro.

Odore

Toilette solida.

Punto di fusione

260 - 262 ºC (decomposti).

punto di accensione

> 100 ºC

Solubilità

40 g /L a 25 ºC in acqua e in etanolo 2 mg /ml.

Densità

0,34 g / cm³

Pressione del vapore

1.2 · 10^-12 MMHG a 25 ºC (stimato).

Coefficiente di partizione ottanolo/acqua

Log kow = - 0,38

Decomposizione

Quando il bromuro di etidio viene riscaldato alla decomposizione, emette un bromuro di idrogeno molto tossico e ossidi di azoto.

Stabilità

Stabile e incompatibile con forti agenti ossidanti.

Indice di rifrazione

1.67 (stimato).

ph

4 - 7 in una soluzione al 2 % in acqua.

Applicazioni

Reazione a catena della polimerasi (PCR)

La reazione a catena della polimerasi, PCR, consente di ottenere molte copie in modo esponenziale in base a un frammento di DNA. La tecnica si basa sulla proprietà dell'enzima DNA polimerasi per replicare i fili del DNA dai suoi frammenti che fungono da stampo.

È una tecnica che ha innumerevoli applicazioni, inclusa la rilevazione di mutazioni relative alle malattie ereditarie; Test di paternità; Identificazione di una persona che ha commesso un crimine, ecc.

Il bromuro di etidio aiuta l'identificazione dei frammenti di DNA, i prodotti della sua degradazione enzimatica che possono essere utilizzati nella tecnica PCR.

Elettroforesi del DNA in gel di agarosio e acrilammide

Il bromuro di etidio è precedentemente incorporato nel gel di elettroforesi. Il composto è intervallato tra le bande di DNA e produce fluorescenza se esposto alla luce ultravioletta che serve a mostrare i frammenti di DNA che si separano nell'elettroforesi.

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Il modello di fluorescenza dell'elettroforesi serve per un orientamento sull'origine dei frammenti di DNA. L'unione di Ethidium al DNA bromuro, cambia la conformazione, il carico, il peso e la flessibilità della molecola di DNA, che si traduce in una riduzione della mobilità della macromolecola.

Questo effetto aumenta all'aumentare della dimensione del frammento di DNA.

Etyide Bromide Action su Tripansomas

Ethidium Bromuro ha iniziato ad essere usato nel trattamento della triposomiasi del bestiame negli anni '50, con il nome di Homidio. Da lì il nome di Homide Bromide è nato come sinonimo di bromuro di etidio.

L'uso terapeutico del bromuro di etidio si basa sulla sua tossicità per i mitocondri. Ciò si manifesta con una riduzione del numero di copie del DNA mitocondriale.

Il bromuro di etidio si lega alle molecole di DNA del cinetoplasto tripansoma e cambia la sua conformazione in DNAZ. Questa forma di DNA è letale, poiché la sua replicazione è inibita.

Utilizzare in un modello di sclerosi multipla negli animali

L'iniezione di bromuro etidico diretto nella cisterna della magna, ha prodotto una perdita acuta di perdita di mielina riproducibile nella gamma cerebrale dei ratti.  La stessa iniezione al midollo spinale dei gatti ha prodotto una lesione paragonabile a quella osservata nei ratti.

La sclerosi multipla è una malattia autoimmune del sistema nervoso, in cui il sistema immunitario produce la distruzione della mielina, una sostanza che copre i neuroni.

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Tossicità

Esposizione

Il bromuro di etidio è considerato un composto tossico, poiché per inalazione provoca un'irritazione acuta del tratto respiratorio. Inoltre, a contatto con la pelle, il bromuro di etidio può causare infiammazione e/o scolorimento.

Nel frattempo, agli occhi l'esposizione acuta provoca irritazione, arrossamento e dolore agli occhi. Pertanto, si consiglia di gestire il materiale utilizzato con il bromuro di etidio con il foglio di sicurezza del materiale (MSDS).

Carattere mutagenico

Il bromuro di etidio ha come composto altamente mutageno, da quando l'intercalazione nel DNA potrebbe influire sulla sua duplicazione e trascrizione, causando mutazioni; E anche una possibile azione cancerogena è stata sottolineato.

Il test Ames ha rilevato solo l'induzione delle mutazioni da parte del bromuro di etidio nei batteri, quando è stato utilizzato un omogeneizzato epatico nel test.

Ciò ha suggerito che non è direttamente responsabile della comparsa di mutazioni nei batteri, ma che questi potrebbero essere la conseguenza dell'azione di un metabolita generato nell'interazione del bromuro di Etidio con il fegato omogeneizzato.

D'altra parte, il programma di tossicologia naturale ha stabilito che il bromuro di etidio non era mutageno per ratti e topi. Nonostante ciò, il suo uso è ridotto nei laboratori che lo usano nella loro ricerca.

Tuttavia, la concentrazione di bromuro di etidio utilizzato nelle indagini è la millesima concentrazione della dose fornita al bestiame nel trattamento della tripanosomiasi, senza il rapporto sull'aspetto delle mutazioni.

Riferimenti

1. Doronina Vicki. (2017). Burning Bright: una breve storia di colorazione del DNA bromuro di etidio. Recuperato da: BitesizeBio.com
2. Wikipedia. (2020). Bromuro di etidio. Recuperato da: in.Wikipedia.org
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5. Libro chimico. (2017). Bromuro di etidio. Recuperato da: chimico.com
6. Università politecnica di Valencia. (2012). Procedura standard per il lavoro con bromuro di etidio. Recuperato da: Sprl.UPV.È