ETHIDIUM BROMIDE: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGGAMIT, TOXICITY - CHEMISTRY - 2025

Ang ethidium bromide ay isang fluorescent aromatic compound na may kakayahang, dahil sa istruktura ng kemikal nito, ay ipinasok sa pagitan ng mga kadena ng DNA. Nagbubuklod din ito sa lubos na nakatiklop na mga molekula ng RNA. Pinapayagan nito para sa isang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng asin na ito at ang mga nitrogenous base.

Ang Ethidium bromide ay sumisipsip ng ultraviolet light sa isang haba ng haba ng haba mula 210 nm hanggang 285 nm, na naglalabas ng isang orange fluorescence na 605 nm. Ang intensity ng fluorescence nito ay tataas ng 20 beses kapag nakikipag-ugnay ito sa DNA.

Ang paglamlam ng DNA na may etidium bromide fluorescing sa ilalim ng UV radiation sa agarose gel. Pinagmulan: Paaralan ng Mga Likas na Yaman mula sa Ann Arbor

Dahil sa pag-aari ng fluorescence nito, ginagamit ang ethidium bromide upang mailarawan ang mga hiwalay na mga fragment ng DNA sa pamamagitan ng agarose electrophoresis (itaas na imahe); pamamaraan na ipinakilala nang nakapag-iisa nina Aaij at Borst (1972) at Sharp (1973).

Ang Ethidium bromide, kapag namagitan sa pagitan ng mga kadena ng DNA, ay maaari ring hadlangan ang mga proseso ng pagkopya at transkripsyon; at samakatuwid, maging sanhi ng henerasyon ng mga mutasyon. Gayunpaman, walang katibayan na katibayan na sumusuporta sa pag-aakalang ito.

Istraktura ng kemikal

Molekular na istraktura ng etidium bromide. Pinagmulan: Calvero.

Sa itaas na imahe mayroon kaming molekular na istraktura ng etidium bromide na kinakatawan ng pormula ng istruktura nito.

Ang molekula ay halos ganap na patag, sapagkat ang lahat ng mga atomo ng system na nabuo ng tatlong singsing (phenanthridine) at ang positibong sisingilin na nitrogen atom ay may sp ² hybridization . Ngunit hindi ito pareho sa mga katangi-tanging grupo.

Ang malayong kanan na pangkat ng phenyl, ang mga grupo ng amino, at pangkat etil na nakagapos sa sisingilin na nitrogen ay may pananagutan sa system na sumisipsip sa mga wavelength ng UV na pagkatapos na makilala ang fluorescence ng etidium bromide.

Sa kabilang banda, tandaan na ang kanilang intermolecular na pakikipag-ugnay ay pangunahing pinamamahalaan ng mga atraksyon ng electrostatic; at sa isang mas mababang antas, sila ay gaganapin ng magkakalat na pwersa ng London ng mga singsing.

Ari-arian

Pangalan

Ethidium bromide.

Pangalan ng IUPAC: 3,8-Diamino-5-ethyl-6-phenylphenanthridinium bromide.

Kasingkahulugan: homide bromide at Dromilac.

Formula ng molekular

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Pisikal na hitsura

Madilim na pulang kristal o nangyayari bilang isang brown na pulbos.

Tikman

Mapait.

Amoy

Walang amoy solid.

Temperatura ng pagkatunaw

260-262 ° C (decomposes).

punto ng pag-aapoy

> 100 ºC

Solubility

40 g / L sa 25 ºC sa tubig at 2 mg / mL sa ethanol.

Density

0.34 g / cm ³

Presyon ng singaw

1.2 · 10 ^-12 mmHg sa 25 ° C (tinantya).

Koepisyent ng Octanol / water partition

Mag-log Kow = - 0.38

Agnas

Kapag pinainit sa agnas, ang ethidium bromide ay nagpapalabas ng isang napaka-nakakalason na usok ng hydrogen bromide at nitrogen oxides.

Katatagan

Matatag at hindi katugma sa malakas na mga ahente ng oxidizing.

Refractive index

1.67 (tinatantya).

pH

4-7 sa isang 2% na solusyon sa tubig.

Aplikasyon

Reaksyon ng chain ng polymerase (PCR)

Ang reaksyon ng kadena ng polymerase, PCR, ay nagbibigay-daan upang makakuha ng maraming mga kopya na kadalasang nagsisimula mula sa isang fragment ng DNA. Ang pamamaraan ay batay sa pag-aari ng DNA polymerase enzyme upang kopyahin ang mga strand ng DNA mula sa mga fragment nito na nagsisilbing isang template.

Ito ay isang pamamaraan na may walang katapusang mga aplikasyon, kabilang ang pagtuklas ng mga mutasyon na may kaugnayan sa mga namamana na sakit; mga pagsubok sa pag-anak; pagkilala sa isang taong nakagawa ng isang krimen, atbp.

Ang Ethidium bromide ay tumutulong upang makilala ang mga fragment ng DNA, mga produkto ng pagkasira ng enzymatic na maaaring magamit sa diskarteng PCR.

Agarose at acrylamide gel electrophoresis ng DNA

Ang etidium bromide ay isinama sa gel bago isagawa ang electrophoresis. Ang tambalan ay nabubuong sa pagitan ng mga banda ng DNA at gumagawa ng isang fluorescence kapag nakalantad sa ultraviolet light na nagsisilbi upang ipakita ang mga fragment ng DNA na pinaghiwalay sa mga electrophoresis.

Ang pattern ng fluorescence ng electrophoresis ay nagsisilbing isang orientation tungkol sa pinagmulan ng mga fragment ng DNA. Ang pagbubuklod ng etidium bromide sa DNA ay nagbabago sa pagbabagay, singil, timbang at kakayahang umangkop ng molekula ng DNA, na nagreresulta sa isang pagbawas sa kadaliang mapakilos ng macromolecule.

Ang epekto na ito ay tumataas habang ang laki ng fragment ng DNA ay tumataas.

Pagkilos ng etidium bromide sa trypanosomes

Ang Ethidium bromide ay nagsimulang magamit sa paggamot ng trypanosomiasis sa mga baka noong mga 1950s, sa ilalim ng pangalang Homidio. Mula doon ay nagmula ang pangalang homide bromide bilang isang kasingkahulugan para sa etidium bromide.

Ang therapeutic na paggamit ng ethidium bromide ay batay sa pagkakalason nito sa mitochondria. Ito ay nahayag sa pamamagitan ng isang pagbawas sa bilang ng mga kopya ng mitochondrial DNA.

Ang Ethidium bromide ay nagbubuklod sa mga molekula ng DNA ng trypanosome kinetoplast at nagbabago ng pagsasaayos nito sa DNAz. Ang form na ito ng DNA ay nakamamatay, dahil ang pagtitiklop ay hinarang.

Gumamit sa isang modelo ng hayop ng maraming sclerosis

Ang direktang pag-iniksyon ng etidium bromide sa cistern magna ay nagawa ng isang maaaring muling makuha na talamak na pagkawala ng myelin lesyon sa brainstem ng mga daga. Ang parehong pag-iiniksyon ng gulugod sa mga pusa ay gumawa ng isang sugat na maihahambing sa nakita sa mga daga.

Ang maraming sclerosis ay isang sakit na autoimmune ng sistema ng nerbiyos, kung saan sinisira ng immune system ang myelin, isang sangkap na sumasakop sa mga neuron.

Pagkalasing

Exposition

Ang Ethidium bromide ay itinuturing na isang nakakalason na tambalan, dahil sa pamamagitan ng paglanghap ay nagdudulot ito ng talamak na pangangati ng respiratory tract. Gayundin, sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa balat, ang etidium bromide ay maaaring maging sanhi ng pamamaga at / o pagkawalan ng kulay.

Samantala, sa mga mata, ang talamak na pagkakalantad ay nagdudulot ng pangangati, pamumula at sakit sa mata. Samakatuwid, inirerekomenda na ang materyal na ginamit na may etidium bromide ay hawakan ng Sheet ng Data Safety Data (MSDS).

Karakter na Mutagenic

Ang Ethidium bromide ay itinuturing na isang mataas na mutagenic compound, dahil kapag ang intercalated sa DNA ay maaaring makaapekto sa pagkopya at transkripsyon, na nagiging sanhi ng mga mutasyon; at kahit na, isang posibleng pagkilos ng carcinogenic ay itinuro.

Nakita lamang sa Pagsubok ng AMES ang induction ng mutations ng ethidium bromide sa bakterya, kapag ang isang homogenate sa atay ay ginamit sa pagsubok.

Ito ay humantong sa amin na isipin na hindi ito direktang responsable para sa hitsura ng mutations sa bakterya, ngunit ang mga ito ay maaaring maging bunga ng pagkilos ng ilang metabolite na nabuo sa pakikipag-ugnayan ng etidium bromide sa atay homogenate.

Sa kabilang banda, itinatag ng The Natural Toxicology Program na ang etidium bromide ay hindi mutagenic para sa mga daga at daga. Sa kabila nito, ang paggamit nito ay nabawasan sa mga laboratoryo na gumagamit nito sa kanilang pananaliksik.

Gayunpaman, ang konsentrasyon ng ethidium bromide na ginamit sa mga pagsisiyasat ay isang libong ng konsentrasyon ng dosis na ibinibigay sa mga baka sa paggamot ng trypanosomiasis, nang walang hitsura ng mga mutasyon.

Mga Sanggunian

1. Doronina Vicki. (2017). Nagniningas ng maliwanag: isang maikling kasaysayan ng pag-stain ng DNA ng ethidium bromide. Nabawi mula sa: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Ethidium bromide. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Ethidium bromide. ScienceDirect. Nabawi mula sa: sciencedirect.com
4. Royal Society of Chemistry. (2020). Ethidium bromide. Nabawi mula sa: chemspider.com
5. Book ng Chemical. (2017). Ethidium bromide. Nabawi mula sa: chemicalbook.com
6. Pamantasan ng Polytechnic ng Valencia. (2012). Pamantayang pamamaraan para sa trabaho na may etidium bromide. Nabawi mula sa: sprl.upv.es