БРОМІД ЕТИДІЮ: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ, ТОКСИЧНІСТЬ - ХІМІЯ - 2025

Бромід етидія є флуоресцентне ароматичне з'єднання , що має можливість, з - за його хімічну структуру, бути вставлений між ланцюгами ДНК. Він також зв'язується з сильно складеними молекулами РНК. Це дозволяє взаємодія цієї солі з азотистими основами.

Бромід етидію поглинає ультрафіолетове світло в діапазоні довжин хвиль від 210 нм до 285 нм, випромінюючи помаранчеву флуоресценцію 605 нм. Інтенсивність його флуоресценції збільшується до 20 разів при взаємодії з ДНК.

Фарбування ДНК бромідом етидію флуоресціює ультрафіолетовим випромінюванням на агарозному гелі. Джерело: Школа природних ресурсів від Ен-Арбор

Завдяки властивості флуоресценції, бромід етидію використовується для візуалізації відокремлених фрагментів ДНК агарозним електрофорезом (верхнє зображення); техніка, впроваджена незалежно Айей і Борст (1972) та Шарп (1973).

Бромід етидію при взаємодії між ланцюгами ДНК також може перешкоджати процесам його дублювання та транскрипції; і тому бути причиною породження мутацій. Однак немає переконливих доказів, які підтверджують це припущення.

Хімічна структура

Молекулярна структура броміду етидію. Джерело: Кальверо.

На верхньому зображенні маємо молекулярну структуру броміду етидію, представлену його структурною формулою.

Молекула майже повністю плоска, тому що всі атоми системи, утвореної трьома кільцями (фенантридин) і позитивно зарядженим атомом азоту, мають гібридизацію sp ² . Але це не те саме з його групами-заступниками.

Крайня права фенільна група, аміногрупи та етилова група, пов'язана із зарядженим азотом, відповідають за систему, що поглинає довжини хвиль УФ, які потім характеризують флуоресценцію броміду етидію.

З іншого боку, зауважте, що їх міжмолекулярні взаємодії в основному регулюються електростатичними атракціонами; і в меншій мірі вони утримуються разом лондонськими дисперсивними силами кілець.

Властивості

Ім'я

Бромід етидію.

Назва IUPAC: 3,8-Діаміно-5-етил-6-фенілфенантридініум бромід.

Синоніми: бромід хаміду та дромілак.

Молекулярна формула

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Зовнішність

Темно-червоні кристали або виникають у вигляді коричневого порошку.

Смак

Гіркий.

Запах

Твердий запах.

Точка плавлення

260-262 ° С (розкладається).

точка займання

> 100 ºC

Розчинність

40 г / л при 25 ° С у воді та 2 мг / мл у етанолі.

Щільність

0,34 г / см ³

Тиск пари

1,2 · 10 ^-12 мм рт.ст. при 25 ° С (орієнтовно).

Коефіцієнт розподілу октанол / вода

Кол-лог = - 0,38

Розкладання

Нагріваючись до розкладання, бромід етидію виділяє дуже токсичний дим броміду водню та оксидів азоту.

Стабільність

Стійкий і несумісний з сильними окислювачами.

Показник заломлення

1,67 (підрахунок).

рН

4-7 у 2% розчині у воді.

Програми

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)

Полімеразна ланцюгова реакція, ПЛР, дозволяє отримати багато копій, експоненціально починаючи з фрагмента ДНК. Методика ґрунтується на властивості ферменту ДНК-полімерази відтворювати нитки ДНК із її фрагментів, які служать шаблоном.

Це техніка, яка має нескінченне застосування, включаючи виявлення мутацій, пов’язаних із спадковими захворюваннями; тести на батьківство; ідентифікація особи, яка вчинила злочин тощо.

Бромід етидію допомагає виявити фрагменти ДНК, продукти її ферментативної деструкції, які можуть бути використані в техніці ПЛР.

Електрофорез ДНК агарози та акриламіду

Бромід етидію вводиться в гель перед проведенням електрофорезу. З'єднання просочується між діапазонами ДНК і виробляє флуоресценцію при впливі ультрафіолетового світла, що служить для виявлення фрагментів ДНК, які розділені на електрофорез.

Флуоресцентний малюнок електрофорезу служить орієнтацією на походження фрагментів ДНК. Зв'язування броміду етидію з ДНК змінює конформацію, заряд, вагу та гнучкість молекули ДНК, що призводить до зниження рухливості макромолекули.

Цей ефект посилюється зі збільшенням розміру фрагмента ДНК.

Дія броміду етидію на трипаносоми

Бромід етидію почав застосовувати для лікування трипаносомозу великої рогатої худоби у 1950-х роках під назвою Homidio. Звідси пішла назва бромід гоміду як синонім броміду етидію.

Терапевтичне застосування броміду етидію засноване на його токсичності для мітохондрій. Це проявляється зменшенням кількості копій мітохондріальної ДНК.

Бромід етидію зв'язується з молекулами ДНК кінетопласту трипаносоми і змінює свою конформацію до ДНКз. Ця форма ДНК смертельна, оскільки її реплікація гальмується.

Використання в тваринній моделі розсіяного склерозу

Безпосереднє введення броміду етидію в цистерну-магна призвело до відтворюваного ураження втрати мієліну в стовбурі мозку щурів. Та ж ін'єкція спинного мозку у кішок викликала ураження, порівнянне з тим, яке спостерігається у щурів.

Розсіяний склероз - це аутоімунне захворювання нервової системи, при якому імунна система знищує мієлін, речовину, що покриває нейрони.

Токсичність

Експозиція

Бромід етидію вважається токсичною сполукою, оскільки при вдиханні він викликає гостре подразнення дихальних шляхів. Також при контакті з шкірою бромід етидію може спричинити запалення та / або знебарвлення.

Тим часом в очах гостре опромінення викликає роздратування, почервоніння та біль в очах. Тому рекомендується, щоб матеріали, які використовувались з бромідом етидію, поводилися з Листом даних про безпеку матеріалів (MSDS).

Мутагенний характер

Бромід етидію вважається високомутагенною сполукою, оскільки при інтеркаляції в ДНК це може впливати на його дублювання та транскрипцію, викликаючи мутації; і навіть було вказано на можливу канцерогенну дію.

Тест AMES виявляв лише індукцію мутацій бромідом етидію у бактерій, коли в тесті використовували гомогенат печінки.

Це спонукало нас до думки, що це не є безпосередньо відповідальним за появу мутацій у бактеріях, але що вони можуть бути наслідком дії деякого метаболіту, що утворюється при взаємодії броміду етидію з гомогенатом печінки.

З іншого боку, Програма природної токсикології встановила, що бромід етидію не є мутагенним для щурів та мишей. Незважаючи на це, його використання зменшується в лабораторіях, які використовують його у своїх дослідженнях.

Однак концентрація броміду етидію, що використовується в дослідженнях, становить одну тисячну частину концентрації дози, наданої великій рогатій худобі при лікуванні трипаносомозу, без появи мутацій.

Список літератури

1. Дороніна Вікі. (2017). Горіння яскраве: коротка історія фарбування ДНК бромідом етидію. Відновлено з: bitesizebio.com
2. Вікіпедія. (2020). Бромід етидію. Відновлено з: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Бромід етидію. ScienceDirect. Відновлено з: sciencedirect.com
4. Королівське хімічне товариство. (2020). Бромід етидію. Відновлено з: chemspider.com
5. Хімічна книга. (2017). Бромід етидію. Відновлено з: chemicalbook.com
6. Політехнічний університет Валенсії. (2012 р.). Стандартна процедура роботи з бромідом етидію. Відновлено з: sprl.upv.es