BROMEK ETYDYNY: BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIA, TOKSYCZNOŚĆ - CHEMIA - 2026

Bromek etydyny jest związek fluorescencyjny aromatyczny mający zdolność, ze względu na jego strukturę chemiczną, są umieszczane między łańcuchami DNA. Wiąże się również z wysoce pofałdowanymi cząsteczkami RNA. Pozwala to na interakcję między tą solą a zasadami azotowymi.

Bromek etydyny pochłania światło ultrafioletowe w zakresie długości fal od 210 do 285 nm, emitując pomarańczową fluorescencję o wartości 605 nm. Intensywność jego fluorescencji wzrasta do 20 razy, gdy wchodzi w interakcję z DNA.

Barwienie DNA bromkiem etydyny fluorescencyjnym pod promieniowaniem UV na żelu agarozowym. Źródło: School of Natural Resources z Ann Arbor

Ze względu na swoje właściwości fluorescencyjne bromek etydyny jest używany do wizualizacji oddzielonych fragmentów DNA metodą elektroforezy na agarozie (górny obraz); technika wprowadzona niezależnie przez Aaija i Borsta (1972) oraz Sharp (1973).

Bromek etydyny, gdy jest interkalowany między łańcuchami DNA, może również utrudniać jego duplikację i procesy transkrypcji; a zatem być przyczyną generowania mutacji. Jednak nie ma rozstrzygających dowodów na poparcie tego założenia.

Struktura chemiczna

Struktura molekularna bromku etydyny. Źródło: Calvero.

Na górnym obrazku mamy strukturę molekularną bromku etydyny reprezentowaną przez jego wzór strukturalny.

Cząsteczka jest prawie całkowicie płaska, ponieważ wszystkie atomy układu utworzonego przez trzy pierścienie (fenantrydyna) i dodatnio naładowany atom azotu ma sp ² hybrydyzacji . Ale to nie to samo z grupami podstawników.

Skrajna prawa grupa fenylowa, grupy aminowe i grupa etylowa przyłączona do naładowanego azotu są odpowiedzialne za system absorbujący długości fal UV, które później charakteryzują fluorescencję bromku etydyny.

Z drugiej strony należy zauważyć, że ich interakcje międzycząsteczkowe są regulowane głównie przez przyciąganie elektrostatyczne; iw mniejszym stopniu są trzymane razem przez rozproszone siły londyńskich pierścieni.

Nieruchomości

Imię

Bromek etydyny.

Nazwa IUPAC: bromek 3,8-diamino-5-etylo-6-fenylofenantrydyniowy.

Synonimy: homide bromide i Dromilac.

Formuła molekularna

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Wygląd fizyczny

Ciemnoczerwone kryształy lub brązowy proszek.

Smak

Gorzki.

Zapach

Bezwonne ciało stałe.

Temperatura topnienia

260-262 ° C (rozkłada się).

punkt zapłonu

> 100 ºC

Rozpuszczalność

40 g / L w 25 ° C w wodzie i 2 mg / ml w etanolu.

Gęstość

0,34 g / cm ³

Ciśnienie pary

1,2 · 10 ^-12 mmHg w 25 ° C (szacunkowa).

Współczynnik podziału oktanol / woda

Log Kow = - 0,38

Rozkład

Po podgrzaniu do rozkładu bromek etydyny wydziela bardzo toksyczny dym bromowodoru i tlenków azotu.

Stabilność

Stabilny i niekompatybilny z silnymi utleniaczami.

Współczynnik załamania światła

1,67 (szacunkowo).

pH

4-7 w 2% roztworze wodnym.

Aplikacje

Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR)

Reakcja łańcuchowa polimerazy, PCR, pozwala na uzyskanie wielu kopii wykładniczo zaczynając od fragmentu DNA. Technika opiera się na właściwości enzymu polimerazy DNA polegającej na replikowaniu nici DNA z jego fragmentów, które służą jako matryca.

Jest to technika o nieskończonych zastosowaniach, w tym do wykrywania mutacji związanych z chorobami dziedzicznymi; testy na ojcostwo; identyfikacja osoby, która popełniła przestępstwo itp.

Bromek etydyny pomaga w identyfikacji fragmentów DNA, produktów jego enzymatycznej degradacji, które można wykorzystać w technice PCR.

Elektroforeza DNA w żelu agarozowo-akrylamidowym

Bromek etydyny jest wprowadzany do żelu przed wykonaniem elektroforezy. Związek jest umieszczony pomiędzy prążkami DNA i po wystawieniu na działanie światła ultrafioletowego wytwarza fluorescencję, która służy do ujawnienia fragmentów DNA, które są rozdzielane podczas elektroforezy.

Wzorzec fluorescencyjny elektroforezy służy jako orientacja dotycząca pochodzenia fragmentów DNA. Wiązanie bromku etydyny z DNA zmienia konformację, ładunek, wagę i elastyczność cząsteczki DNA, co powoduje zmniejszenie ruchliwości makrocząsteczki.

Efekt ten nasila się wraz ze wzrostem wielkości fragmentu DNA.

Działanie bromku etydyny na trypanosomy

Bromek etydyny zaczął być stosowany w leczeniu trypanosomatozy u bydła w latach pięćdziesiątych XX wieku pod nazwą Homidio. Stamtąd wzięła się nazwa bromek homidu jako synonim bromku etydyny.

Terapeutyczne zastosowanie bromku etydyny opiera się na jego toksyczności dla mitochondriów. Przejawia się to zmniejszeniem liczby kopii mitochondrialnego DNA.

Bromek etydyny wiąże się z cząsteczkami DNA kinetoplastu trypanosomu i zmienia jego konformację na DNAz. Ta forma DNA jest śmiertelna, ponieważ jej replikacja jest zahamowana.

Stosować w zwierzęcym modelu stwardnienia rozsianego

Bezpośrednie wstrzyknięcie bromku etydyny do zbiornika magna spowodowało powtarzalne uszkodzenie ostrej utraty mieliny w pniu mózgu szczurów. To samo wstrzyknięcie do rdzenia kręgowego u kotów spowodowało uszkodzenie porównywalne do tego, które obserwuje się u szczurów.

Stwardnienie rozsiane to choroba autoimmunologiczna układu nerwowego, w której układ odpornościowy niszczy mielinę, substancję pokrywającą neurony.

Toksyczność

Ekspozycja

Bromek etydyny uważany jest za związek toksyczny, ponieważ przy wdychaniu powoduje ostre podrażnienie dróg oddechowych. Również w kontakcie ze skórą bromek etydyny może powodować stan zapalny i / lub przebarwienia.

Tymczasem w oczach ostra ekspozycja powoduje podrażnienie, zaczerwienienie i ból oczu. Dlatego zaleca się, aby materiał używany z bromkiem etydyny był traktowany zgodnie z kartą charakterystyki materiału (MSDS).

Charakter mutagenny

Bromek etydyny jest uważany za związek silnie mutagenny, ponieważ po wstawieniu do DNA może wpływać na jego duplikację i transkrypcję, powodując mutacje; a nawet wskazano na możliwe działanie rakotwórcze.

Test AMES wykrył indukcję mutacji przez bromek etydyny u bakterii tylko wtedy, gdy w teście zastosowano homogenat wątroby.

Sugeruje to, że nie jest on bezpośrednio odpowiedzialny za pojawienie się mutacji u bakterii, ale może to być konsekwencją działania pewnego metabolitu powstającego w interakcji bromku etydyny z homogenatem wątroby.

Z drugiej strony, The Natural Toxicology Program ustalił, że bromek etydyny nie jest mutagenny dla szczurów i myszy. Mimo to zmniejsza się jego użycie w laboratoriach, które wykorzystują go w swoich badaniach.

Jednak zastosowane w badaniach stężenie bromku etydyny stanowi jedną tysięczną stężenia dawki podawanej bydłu w leczeniu trypanosomatozy, bez pojawienia się mutacji.

Bibliografia

1. Doronina Vicki. (2017). Jasne światło: krótka historia barwienia DNA bromkiem etydyny. Odzyskany z: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Bromek etydyny. Odzyskane z: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Bromek etydyny. ScienceDirect. Odzyskany z: sciencedirect.com
4. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2020). Bromek etydyny. Źródło: chemspider.com
5. Książka chemiczna. (2017). Bromek etydyny. Odzyskane z: chemicalbook.com
6. Politechnika w Walencji. (2012). Standardowa procedura pracy z bromkiem etydyny. Odzyskany z: sprl.upv.es