Estrutura de brometo de etídio, propriedades, usos, toxicidade

Ele Brometo etídico É um composto fluorescente e aromático que tem capacidade, devido à sua estrutura química, de intercalação entre as cadeias de DNA. Além disso, ele se liga a moléculas de RNA altamente dobradas. Isso permite uma interação entre este sal e as bases de nitrogênio.

O brometo de etídio absorve a luz ultravioleta em uma variedade de comprimentos de onda entre 210 nm e 285 nm, emitindo uma fluorescência laranja 605 nm. A intensidade de sua fluorescência aumenta até 20 vezes quando interage com o DNA.

Mancha de DNA com brometo de etídio fluorescente sob radiação UV em gel de agarose. Fonte: Escola de Recursos Naturais de Ann Arbor [CC por (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/2.0)]

Devido à sua propriedade de fluorescência, o brometo de etídio é usado para visualizar os fragmentos de DNA separados por meio de uma eletroforese de agarose (imagem superior); Técnica introduzida independentemente por Aaij e Borst (1972) e Sharp (1973).

O brometo de etídio ao intercalar entre as cadeias de DNA também pode prejudicar seus processos de duplicação e transcrição; E, portanto, seja a causa da geração de mutações. No entanto, não há evidências conclusivas que prova essa suposição.

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Estrutura química

Estrutura molecular de brometo de etídio. Fonte: Calvero. [Domínio público]

Na imagem superior, temos a estrutura molecular do brometo de etídio representado por sua fórmula estrutural.

A molécula é quase completamente plana, porque todos os átomos do sistema formados pelos três anéis (fantidina) e o átomo de nitrogênio carregado positivamente têm hibridação sp². Mas isso não acontece da mesma maneira com seus grupos substituintes.

O grupo fenil da extremidade direita, os grupos amino e o grupo etilo ligado ao nitrogênio carregado são responsáveis ​​pelo sistema de absorver os comprimentos de onda UV que então caracterizam a fluorescência do brometo de etídio.

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Por outro lado, observe que suas interações intermoleculares são governadas principalmente por atrações eletrostáticas; E em menor grau, eles permanecem coesos pelas forças dispersivas dos anéis.

Propriedades

Nome

Brometo etídico.

IUPAC Nome: 3.8-Diamino-5-Etil-6-Fenilfenantridino Bromuro.

Sinônimos: Homidio e Dromilac BroMeto.

Fórmula molecular

C_{vinte e um}H_vinteN₃Br

Aspecto físico

Cristais vermelhos escuros ou é apresentado como uma poeira marrom.

Sabor

Amargo.

Cheiro

Vaso sanitário sólido.

Ponto de fusão

260 - 262 ºC (decompõe).

ponto de ignição

> 100 ºC

Solubilidade

40 g /L a 25 ºC em água e em etanol 2 mg /ml.

Densidade

0,34 g / cm³

Pressão de vapor

1.2 · 10^-12 MMHG a 25 ºC (estimado).

Coeficiente de partição de octanol/água

Log kow = - 0,38

Decomposição

Quando o brometo de etídio é aquecido para decomposição, emite um brometo de hidrogênio muito tóxico e óxidos de nitrogênio.

Estabilidade

Estável e incompatível com fortes agentes oxidantes.

Índice de refração

1.67 (estimado).

ph

4 - 7 em uma solução de 2 % na água.

Formulários

Reação em cadeia da polimerase (PCR)

A reação em cadeia da polimerase, PCR, permite obter muitas cópias exponencialmente com base em um fragmento de DNA. A técnica é baseada na propriedade da enzima polimerase de DNA para replicar os fios de DNA de seus fragmentos que servem como um molde.

É uma técnica que possui inúmeras aplicações, incluindo a detecção de mutações relacionadas a doenças hereditárias; Testes de paternidade; Identificação de uma pessoa que cometeu um crime, etc.

O brometo de etídio ajuda a identificação de fragmentos de DNA, produtos de sua degradação enzimática que podem ser usados ​​na técnica de PCR.

Eletroforese de DNA em gel de agarose e acrilamida

O brometo de etídio é anteriormente incorporado ao gel de eletroforese. O composto é intercalado entre as faixas de DNA e produz fluorescência quando exposto à luz ultravioleta que serve para mostrar os fragmentos de DNA que se separam na eletroforese.

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O padrão de fluorescência da eletroforese serve para uma orientação sobre a origem dos fragmentos de DNA. A união do brometo de DNA de Ethidium al, altera a conformação, carga, peso e flexibilidade da molécula de DNA, que se traduz em uma redução na mobilidade da macromolécula.

Este efeito aumenta à medida que o tamanho do fragmento de DNA aumenta.

Ethyide Bromide Action em Tripansomas

O brometo de etídio começou a ser usado no tratamento da triososomíase de gado na década de 1950, com o nome de Homidio. A partir daí, surgiu o nome de BroMeto de Homide como sinônimo de brometo de etídio.

O uso terapêutico de brometo de etídio é baseado em sua toxicidade para as mitocôndrias. Isso se manifesta por uma redução no número de cópias do DNA mitocondrial.

O brometo de etídio se liga às moléculas de DNA do cinetoplasto do Triplansoma e altera sua conformação para DNAZ. Esta forma de DNA é letal, uma vez que sua replicação é inibida.

Use em um modelo de esclerose múltipla em animais

A injeção direta de brometo etídico na cisterna magna produziu uma perda aguda de perda de mielina reprodutível no tronco cerebral dos ratos.  A mesma injeção na medula espinhal dos gatos produziu uma lesão comparável à observada nos ratos.

Esclerose múltipla é uma doença auto -imune do sistema nervoso, no qual o sistema imunológico produz a destruição da mielina, uma substância que cobre neurônios.

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Toxicidade

Exposição

O brometo de etídio é considerado um composto tóxico, pois, por inalação, causa uma irritação aguda do trato respiratório. Além disso, por contato com a pele, o brometo de etídio pode causar inflamação e/ou descoloração.

Enquanto isso, aos olhos, a exposição aguda causa irritação, vermelhidão e dor nos olhos. Portanto, recomenda -se que o material usado com o brometo de etídio seja tratado com a folha de segurança do material (MSDS).

Caráter mutagênico

O brometo de etídio tem como um composto altamente mutagênico, pois quando a intercalação no DNA pode afetar sua duplicação e transcrição, causando mutações; E mesmo uma possível ação carcinogênica foi apontada.

O teste de Ames detectou apenas a indução de mutações pelo brometo de etídio em bactérias, quando um fígado homogeneizado foi usado no teste.

Isso sugeriu que não é diretamente responsável pelo aparecimento de mutações nas bactérias, mas que essa pode ser a conseqüência da ação de um metabolito gerado na interação do brometo de Etidio com o fígado homogeneizado.

Por outro lado, o programa de toxicologia natural estabeleceu que o brometo de etídio não era mutagênico para ratos e ratos. Apesar disso, seu uso está sendo reduzido em laboratórios que o usam em sua pesquisa.

No entanto, a concentração de brometo de etídio usada em investigações é a milésima da concentração da dose fornecida ao gado no tratamento da tripanossomíase, sem o relato de aparência de mutações.

Referências

1. Doronina Vicki. (2017). Queimando brilhante: uma breve história de coloração de DNA de brometo de etídio. Recuperado de: biteSizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Brometo de etídio. Recuperado de: em.Wikipedia.org
3. Elsevier b.V. (2020). Brometo de etídio. Cientedirect. Recuperado de: ScientEdirect.com
4. Sociedade Real de Química. (2020). Brometo de etídio. Recuperado de: chemspider.com
5. Livro químico. (2017). Brometo de etídio. Recuperado de: ChemicalBook.com
6. Universidade politécnica de Valência. (2012). Procedimento padrão para trabalho com brometo de etídio. Recuperado de: SPRL.UPV.é