אתידיום ברומיד: מבנה, תכונות, שימושים, רעילות - כִּימִיָה - 2025

ברומיד ethidium הוא תרכובת ארומטית פלורסנט שיש את היכולת, בגלל המבנה הכימי שלו, להיות מוכנס בין שרשראות דנ"א. זה גם נקשר למולקולות RNA מקופלות מאוד. זה מאפשר אינטראקציה בין מלח זה לבסיסים החנקניים.

אתידיום ברומיד סופג אור אולטרה סגול בטווח אורך גל בין 210 ננומטר ל 285 ננומטר, ופולט פלואורסצנט כתום של 605 ננומטר. עוצמת הקרינה שלו עולה עד 20 פעמים כאשר היא מקיימת אינטראקציה עם DNA.

מכתים דנ"א עם פלואורסינג באתידיום ברומיד תחת קרינת UV על ג'ל אגרוז. מקור: בית הספר למקורות טבע מאת אן ארבור

בשל תכונת הקרינה שלו, אתידיום ברומיד משמש להמחשת שברי DNA מופרדים על ידי אלקטרופורזה agarose (תמונה עליונה); טכניקה שהוצגה באופן עצמאי על ידי Aaij and Borst (1972) ו- Sharp (1973).

אתידיום ברומיד, כאשר הוא משולב בין שרשראות DNA, עשוי גם להפריע לתהליכי הכפילות והתמלול שלו; ולכן תהיה הגורם ליצירת המוטציות. עם זאת, אין ראיות חותכות התומכות בהנחה זו.

מבנה כימי

מבנה מולקולרי של אתידיום ברומיד. מקור: קלברו.

בתמונה העליונה יש לנו את המבנה המולקולרי של אתידיום ברומיד המיוצג על ידי הנוסחה המבנית שלו.

המולקולה שטוחה כמעט לחלוטין, מכיוון שלכל האטומים של המערכת הנוצרים על ידי שלוש הטבעות (פננתרידין) ואטום החנקן הטעון חיובי יש הכלאה של Sp ² . אבל זה לא אותו דבר עם קבוצות המשנה שלה.

קבוצת הפניל הימנית הקיצונית, קבוצות האמינו וקבוצת האתיל הקשורה לחנקן הטעון אחראיות על המערכת הקולטת את אורכי הגל האולטרה-סגול המאפיינים את פלואורסצנט האתידיום ברומיד.

מצד שני, שימו לב שהאינטראקציות הבין-מולקולריות שלהם נשלטות בעיקר על ידי אטרקציות אלקטרוסטטיות; ובמידה פחותה, הם מוחזקים יחד על ידי כוחות הפיזור הלונדוניים של הטבעות.

נכסים

שֵׁם

אתידיום ברומיד.

שם IUPAC: 3,8-דימינו-5-אתיל-6-פניל-פננטרידיניום ברומיד.

מילים נרדפות: ברומיד הומיד ודרומילאק.

נוסחה מולקולרית

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

מראה חיצוני

גבישים אדומים כהים או מופיעים כאבקה חומה.

טַעַם

טעם מר.

רֵיחַ

ללא ריח מוצק.

נקודת המסה

260-262 מעלות צלזיוס (מתפרק).

נקודת הצתה

> 100 מעלות צלזיוס

מְסִיסוּת

40 גרם לליטר בחום של 25 מעלות צלזיוס במים ו -2 מ"ג / מ"ל ​​באתנול.

צְפִיפוּת

0.34 גרם / ס"מ ³

לחץ אדים

1.2 · 10 ^-12 מ"מ כספית בחום של 25 מעלות צלזיוס (מוערך).

מקדם מחיצת אוקטנול / מים

Log Kow = - 0.38

הִתפָּרְקוּת

כאשר הוא מחומם לפירוק, אתידיום ברומיד פולט עשן רעיל מאוד של מימן ברומיד ותחמוצות חנקן.

יַצִיבוּת

יציב ולא תואם עם חומרי חמצון חזקים.

מדד שבירה

1.67 (מוערך).

pH

4-7 בתמיסה של 2% במים.

יישומים

תגובת שרשרת פולימראז (PCR)

תגובת שרשרת הפולימראז, PCR, מאפשרת להשיג עותקים רבים באופן אקספוננציאלי החל משבר DNA. הטכניקה מבוססת על תכונה של אנזים ה- DNA פולימראז לשכפול גדילי DNA משבריו המשמשים תבנית.

זוהי טכניקה שיש בה אינסוף יישומים, כולל איתור מוטציות הקשורות למחלות תורשתיות; בדיקות אבהות; זיהוי של אדם שביצע פשע וכו '.

אתידיום ברומיד מסייע בזיהוי שברי DNA, תוצרים של השפלה אנזימטית שלו שניתן להשתמש בהם בטכניקת ה- PCR.

אלקטרופורזה של אקרילאמיד אגרוז ג'ל של DNA

הברומיד אתידיום משולב בג'ל לפני ביצוע האלקטרופורזה. התרכובת דבוקה בין רצועות ה- DNA ומייצרת פלואורסצנציה כאשר היא נחשפת לאור אולטרה סגול המשמש לחשיפת שברי ה- DNA המופרדים באמצעות אלקטרופורזה.

דפוס הקרינה של האלקטרופורזה משמש כאוריינטציה לגבי מקור שברי ה- DNA. כריכתו של אתידיום ברומיד ל- DNA משנה את הקונפורמציה, המטען, המשקל והגמישות של מולקולת ה- DNA, מה שמביא להפחתת הניידות של המיקרולולה.

השפעה זו גדלה ככל שגודל שבר ה- DNA גדל.

פעולה של אתידיום ברומיד על טריפנוזומים

אתידיום ברומיד החל לשמש לטיפול בטריפנוסומיאזיס בבקר בשנות החמישים, תחת השם Homidio. משם הגיע השם homide bromide כמילה נרדפת לאתידיום ברומיד.

השימוש הטיפולי באתידיום ברומיד מבוסס על רעילותו למיטוכונדריה. הדבר בא לידי ביטוי בצמצום מספר העותקים של ה- DNA המיטוכונדריאלי.

אתידיום ברומיד נקשר למולקולות ה- DNA של הקינטופלסט של טריפנוסום ומשנה את הקונפורמציה שלו ל- DNAz. צורה זו של DNA היא קטלנית, מכיוון שכפול שלה מעכב.

השתמש במודל חיה של טרשת נפוצה

הזרקה ישירה של אתידיום ברומיד למגנה בור מים גרמה לנגיף אובדן מיאלין חריף לשחזור בגזע המוח של חולדות. אותה זריקת חוט שדרה אצל חתולים הניבה נגע הדומה לזה שנראה אצל חולדות.

טרשת נפוצה היא מחלה אוטואימונית של מערכת העצבים, בה מערכת החיסון הורסת את המיאלין, חומר המכסה נוירונים.

רַעֲלָנוּת

תַעֲרוּכָה

אתידיום ברומיד נחשב לתרכובת רעילה, שכן על ידי שאיפה זה גורם לגירוי חריף של דרכי הנשימה. כמו כן, על ידי מגע עם העור, אתידיום ברומיד יכול לגרום לדלקת ו / או שינוי צבע.

בינתיים, בעיניים, חשיפה חריפה גורמת לגירוי, אדמומיות וכאבי עיניים. לכן מומלץ לטפל בחומר המשמש עם אתידיום ברומיד באמצעות גיליון נתוני הבטיחות של החומר (MSDS).

אופי מוטגני

אתידיום ברומיד נחשב לתרכובת מוטגנית ביותר, מכיוון שכאשר הוא משתלב ב- DNA הוא יכול להשפיע על כפילותו ותעתיקו, ולגרום למוטציות; ואפילו הובא על פעולה מסרטנת אפשרית.

בדיקת AMES גילתה רק השראה של מוטציות על ידי אתידיום ברומיד בחיידקים, כאשר נעשה שימוש בבדיקת הומוגנאט בכבד.

זה הוביל אותנו לחשוב שהוא לא אחראי ישירות להופעת המוטציות בחיידקים, אך אלה יכולות להיות תוצאה של הפעולה של מטבוליט כלשהו שנוצר באינטראקציה של אתידיום ברומיד עם ההומוגנאט הכבד.

מצד שני, התוכנית לטוקסיקולוגיה טבעית קבעה כי אתידיום ברומיד אינו מוטאני לחולדות ועכברים. למרות זאת, השימוש בו מצטמצם במעבדות המשתמשים בהן במחקר שלהם.

עם זאת, ריכוז האתידיום ברומיד ששימש בחקירות הוא אלף מאחוז הריכוז של המינון הניתן לבקר בטיפול בטריפנוסומיאזיס, ללא הופעה של מוטציות.

הפניות

1. דורונינה ויקי. (2017). בוהק בהיר: היסטוריה קצרה של מכתים ב- DNA של אתידיום ברומיד. התאושש מ: bitesizebio.com
2. ויקיפדיה. (2020). אתידיום ברומיד. התאושש מ: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). אתידיום ברומיד. ScienceDirect. התאושש מ: sciencedirect.com
4. החברה המלכותית לכימיה. (2020). אתידיום ברומיד. התאושש מ: chemspider.com
5. ספר כימי. (2017). אתידיום ברומיד. התאושש מ: chemicalbook.com
6. האוניברסיטה הפוליטכנית של ולנסיה. (2012). נוהל סטנדרטי לעבודה עם אתידיום ברומיד. התאושש מ: sprl.upv.es