ETHIDIUM BROMIDA: STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, KETOKSIKAN - KIMIA - 2025

The ethidium bromida adalah sebatian aromatik pendarfluor mempunyai kemampuan, kerana struktur kimia, dapat dimasukkan antara rantaian DNA. Ia juga mengikat molekul RNA yang sangat dilipat. Ini membolehkan interaksi antara garam ini dan asas nitrogen.

Ethidium bromida menyerap sinar ultraviolet dalam jarak gelombang antara 210 nm hingga 285 nm, memancarkan pendarfluor oren 605 nm. Keamatan pendarfluornya meningkat hingga 20 kali ketika berinteraksi dengan DNA.

Pewarnaan DNA dengan etidium bromida berpendar di bawah sinaran UV pada gel agarose. Sumber: Sekolah Sumber Asli dari Ann Arbor

Oleh kerana sifat pendarfluornya, etidium bromida digunakan untuk memvisualisasikan serpihan DNA yang dipisahkan oleh elektroforesis agarosa (gambar atas); teknik yang diperkenalkan secara bebas oleh Aaij dan Borst (1972) dan Sharp (1973).

Ethidium bromida, ketika disisipkan antara rantai DNA, juga dapat menghalangi proses penduaan dan transkripsi; dan oleh itu, jadilah penyebab generasi mutasi. Namun, tidak ada bukti yang meyakinkan untuk menyokong andaian ini.

Struktur kimia

Struktur molekul etidium bromida. Sumber: Calvero.

Pada gambar atas kita mempunyai struktur molekul etidium bromida yang diwakili oleh formula strukturnya.

Molekul adalah hampir sama sekali rata, kerana semua atom sistem yang dibentuk oleh tiga cincin (phenanthridine) dan atom nitrogen yang bercas positif mempunyai sp ² penghibridan . Tetapi ia tidak sama dengan kumpulan penggantinya.

Kumpulan fenil paling kanan, kumpulan amino, dan kumpulan etil yang terikat dengan nitrogen bercas bertanggungjawab untuk sistem yang menyerap panjang gelombang UV yang kemudian mencirikan pendarfluor etidium bromida.

Sebaliknya, perhatikan bahawa interaksi intermolekul mereka terutama diatur oleh tarikan elektrostatik; dan pada tahap yang lebih rendah, mereka dipegang bersama oleh pasukan penyebaran gelang London.

Hartanah

Nama

Ethidium bromida.

Nama IUPAC: 3,8-Diamino-5-etil-6-phenylphenanthridinium bromida.

Sinonim: homide bromide dan Dromilac.

Formula molekul

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Penampilan fizikal

Kristal merah gelap atau berlaku sebagai serbuk coklat.

Rasa

Pahit.

Bau

Pepejal tidak berbau.

Takat lebur

260-262 ° C (terurai).

titik pencucuhan

> 100 ºC

Keterlarutan

40 g / L pada suhu 25 ºC dalam air dan 2 mg / mL dalam etanol.

Ketumpatan

0.34 g / cm ³

Tekanan wap

1.2 · 10 ^-12 mmHg pada 25 ° C (dianggarkan).

Pekali petakan Octanol / air

Log Kow = - 0.38

Penguraian

Apabila dipanaskan hingga terurai, etidium bromida mengeluarkan asap hidrogen bromida dan nitrogen oksida yang sangat toksik.

Kestabilan

Stabil dan tidak sesuai dengan agen pengoksidaan yang kuat.

Indeks biasan

1.67 (dianggarkan).

pH

4-7 dalam larutan 2% di dalam air.

Permohonan

Tindak balas rantai polimerase (PCR)

Reaksi rantai polimerase, PCR, memungkinkan untuk memperoleh banyak salinan secara eksponen bermula dari serpihan DNA. Teknik ini berdasarkan sifat enzim polimerase DNA untuk mereplikasi helai DNA dari serpihannya yang berfungsi sebagai templat.

Ini adalah teknik yang mempunyai aplikasi yang tidak terbatas, termasuk pengesanan mutasi yang berkaitan dengan penyakit keturunan; ujian ayah; pengenalan diri seseorang yang melakukan jenayah, dsb.

Ethidium bromide membantu mengenal pasti serpihan DNA, produk dari penurunan enzimatiknya yang dapat digunakan dalam teknik PCR.

Elektroforesis gel agarose dan akrilamida DNA

Etidium bromida dimasukkan ke dalam gel sebelum melakukan elektroforesis. Senyawa ini terjepit di antara jalur DNA dan menghasilkan pendarfluor apabila terkena cahaya ultraviolet yang berfungsi untuk mengungkapkan serpihan DNA yang dipisahkan pada elektroforesis.

Pola pendarfluor elektroforesis berfungsi sebagai orientasi mengenai asal-usul serpihan DNA. Pengikatan etidium bromida ke DNA mengubah konformasi, cas, berat dan fleksibiliti molekul DNA, yang mengakibatkan pengurangan pergerakan makromolekul.

Kesan ini meningkat apabila ukuran serpihan DNA meningkat.

Tindakan etidium bromida pada trypanosomes

Ethidium bromida mula digunakan dalam rawatan trypanosomiasis pada lembu pada tahun 1950-an, dengan nama Homidio. Dari situlah muncul nama homide bromide sebagai sinonim untuk ethidium bromide.

Penggunaan terapi etidium bromida berdasarkan ketoksikannya kepada mitokondria. Ini ditunjukkan dengan pengurangan jumlah salinan DNA mitokondria.

Ethidium bromida mengikat molekul DNA kinetoplas trypanosome dan mengubah penyesuaiannya menjadi DNAz. Bentuk DNA ini mematikan, kerana peniruannya dihambat.

Gunakan dalam model haiwan pelbagai sklerosis

Suntikan etidium bromida secara langsung ke dalam tangki magna menghasilkan lesi kehilangan myelin akut yang dapat dihasilkan semula di batang otak tikus. Suntikan saraf tunjang yang sama pada kucing menghasilkan luka yang setanding dengan yang dilihat pada tikus.

Multiple sclerosis adalah penyakit autoimun sistem saraf, di mana sistem kekebalan tubuh merosakkan myelin, bahan yang merangkumi neuron.

Ketoksikan

Pameran

Ethidium bromida dianggap sebatian toksik, kerana jika disedut menyebabkan kerengsaan akut pada saluran pernafasan. Juga, jika bersentuhan dengan kulit, etidium bromida boleh menyebabkan keradangan dan / atau perubahan warna.

Sementara itu, pada mata, pendedahan akut menyebabkan kegatalan, kemerahan dan sakit mata. Oleh itu, disarankan agar bahan yang digunakan dengan etidium bromida dikendalikan dengan Lembaran Data Keselamatan Bahan (MSDS).

Perwatakan mutagenik

Ethidium bromida dianggap sebagai sebatian yang sangat mutagenik, kerana ketika disisipkan dalam DNA, ia dapat mempengaruhi penduaan dan transkripsi, menyebabkan mutasi; malah, kemungkinan tindakan karsinogenik telah ditunjukkan.

Ujian AMES hanya mengesan induksi mutasi oleh etidium bromida pada bakteria, ketika homogenate hati digunakan dalam ujian.

Ini mendorong kita untuk berfikir bahawa ia tidak secara langsung bertanggung jawab atas kemunculan mutasi pada bakteria, tetapi ini boleh menjadi akibat tindakan beberapa metabolit yang dihasilkan dalam interaksi etidium bromida dengan homogenate hati.

Sebaliknya, Program Toksikologi Semula Jadi menetapkan bahawa etidium bromida tidak mutagenik untuk tikus dan tikus. Walaupun begitu, penggunaannya dikurangkan di makmal yang menggunakannya dalam penyelidikan mereka.

Walau bagaimanapun, kepekatan etidium bromida yang digunakan dalam penyelidikan adalah seperseribu kepekatan dos yang diberikan kepada lembu dalam rawatan trypanosomiasis, tanpa munculnya mutasi.

Rujukan

1. Doronina Vicki. (2017). Membakar terang: sejarah ringkas pewarnaan DNA etidium bromida. Dipulihkan dari: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Ethidium bromida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Ethidium bromida. ScienceDirect. Dipulihkan dari: sciencedirect.com
4. Persatuan Kimia Diraja. (2020). Ethidium bromida. Dipulihkan dari: chemspider.com
5. Buku Kimia. (2017). Ethidium bromida. Dipulihkan dari: chemicalbook.com
6. Universiti politeknik Valencia. (2012). Prosedur standard untuk kerja dengan ethidium bromide. Dipulihkan dari: sprl.upv.es