BROMURO DI ETIDIO: STRUTTURA, PROPRIETÀ, USI, TOSSICITÀ - CHIMICA - 2025

L' etidio bromuro è un composto aromatico fluorescente che ha la capacità, per la sua struttura chimica, di essere inserito tra le catene del DNA. Si lega anche a molecole di RNA altamente ripiegate. Ciò consente un'interazione tra questo sale e le basi azotate.

Il bromuro di etidio assorbe la luce ultravioletta in un intervallo di lunghezze d'onda da 210 nm a 285 nm, emettendo una fluorescenza arancione di 605 nm. L'intensità della sua fluorescenza aumenta fino a 20 volte quando interagisce con il DNA.

Colorazione del DNA con etidio bromuro fluorescente sotto radiazione UV su gel di agarosio. Fonte: School of Natural Resources di Ann Arbor

A causa della sua proprietà di fluorescenza, il bromuro di etidio viene utilizzato per visualizzare frammenti di DNA separati mediante elettroforesi su agarosio (immagine in alto); tecnica introdotta indipendentemente da Aaij e Borst (1972) e Sharp (1973).

L'etidio bromuro, se intercalato tra catene di DNA, potrebbe anche ostacolare i suoi processi di duplicazione e trascrizione; e quindi, essere la causa della generazione di mutazioni. Tuttavia, non ci sono prove conclusive a sostegno di questa ipotesi.

Struttura chimica

Struttura molecolare del bromuro di etidio. Fonte: Calvero.

Nell'immagine in alto abbiamo la struttura molecolare del bromuro di etidio rappresentata dalla sua formula strutturale.

La molecola è quasi totalmente piatta, perché tutti gli atomi del sistema formato dai tre anelli (fenantridina) e l'atomo di azoto caricato positivamente hanno ibridazione sp ² . Ma non è lo stesso con i suoi gruppi sostituenti.

Il gruppo fenile all'estrema destra, i gruppi amminici e il gruppo etile legato all'azoto caricato sono responsabili del sistema che assorbe le lunghezze d'onda UV che poi caratterizzano la fluorescenza del bromuro di etidio.

D'altra parte, si noti che le loro interazioni intermolecolari sono governate principalmente da attrazioni elettrostatiche; e in misura minore, sono tenuti insieme dalle forze dispersive londinesi degli anelli.

Proprietà

Nome

Bromuro di etidio.

Nome IUPAC: 3,8-Diamino-5-etil-6-fenilfenantridinio bromuro.

Sinonimi: homide bromide e Dromilac.

Formula molecolare

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Aspetto fisico

Cristalli rosso scuro o si presenta come una polvere marrone.

Gusto

Amaro.

Odore

Solido inodore.

Punto di fusione

260-262 ° C (si decompone).

punto di accensione

> 100 ºC

solubilità

40 g / L a 25 ºC in acqua e 2 mg / mL in etanolo.

Densità

0,34 g / cm ³

Pressione del vapore

1.2 · ^10-12 mmHg a 25 ° C (stimato).

Coefficiente di ripartizione ottanolo / acqua

Log Kow = - 0,38

Decomposizione

Quando viene riscaldato fino alla decomposizione, il bromuro di etidio emette un fumo molto tossico di bromuro di idrogeno e ossidi di azoto.

Stabilità

Stabile e incompatibile con forti agenti ossidanti.

Indice di rifrazione

1,67 (stimato).

pH

4-7 in una soluzione al 2% in acqua.

applicazioni

Reazione a catena della polimerasi (PCR)

La reazione a catena della polimerasi, PCR, permette di ottenere molte copie in modo esponenziale a partire da un frammento di DNA. La tecnica si basa sulla proprietà dell'enzima DNA polimerasi di replicare i filamenti di DNA dai suoi frammenti che fungono da modello.

È una tecnica che ha infinite applicazioni, compresa la rilevazione di mutazioni legate a malattie ereditarie; test di paternità; identificazione di una persona che ha commesso un crimine, ecc.

Il bromuro di etidio aiuta a identificare i frammenti di DNA, prodotti della sua degradazione enzimatica che possono essere utilizzati nella tecnica PCR.

Elettroforesi su gel di agarosio e acrilammide del DNA

Il bromuro di etidio viene incorporato nel gel prima di eseguire l'elettroforesi. Il composto è inserito tra le bande di DNA e produce una fluorescenza quando esposto alla luce ultravioletta che serve a rivelare i frammenti di DNA che vengono separati durante l'elettroforesi.

Il pattern di fluorescenza dell'elettroforesi serve come orientamento sull'origine dei frammenti di DNA. Il legame dell'etidio bromuro al DNA modifica la conformazione, la carica, il peso e la flessibilità della molecola di DNA, il che si traduce in una riduzione della mobilità della macromolecola.

Questo effetto aumenta all'aumentare della dimensione del frammento di DNA.

Azione dell'etidio bromuro sui tripanosomi

L'etidio bromuro iniziò ad essere utilizzato nel trattamento della tripanosomiasi nei bovini negli anni '50, con il nome di Homidio. Da lì il nome homide bromide come sinonimo di etidio bromuro.

L'uso terapeutico dell'etidio bromuro si basa sulla sua tossicità per i mitocondri. Ciò si manifesta con una riduzione del numero di copie del DNA mitocondriale.

Il bromuro di etidio si lega alle molecole di DNA del cinetoplasto tripanosoma e cambia la sua conformazione in DNAz. Questa forma di DNA è letale, poiché la sua replicazione è inibita.

Utilizzare in un modello animale di sclerosi multipla

L'iniezione diretta di etidio bromuro nella cisterna magna ha prodotto una lesione acuta da perdita di mielina riproducibile nel tronco cerebrale dei ratti. La stessa iniezione nel midollo spinale nei gatti ha prodotto una lesione paragonabile a quella osservata nei ratti.

La sclerosi multipla è una malattia autoimmune del sistema nervoso, in cui il sistema immunitario distrugge la mielina, una sostanza che copre i neuroni.

Tossicità

Esposizione

Il bromuro di etidio è considerato un composto tossico, poiché per inalazione provoca irritazione acuta delle vie respiratorie. Inoltre, a contatto con la pelle, il bromuro di etidio può causare infiammazione e / o scolorimento.

Nel frattempo, negli occhi, l'esposizione acuta provoca irritazione, arrossamento e dolore agli occhi. Pertanto, si consiglia di maneggiare il materiale utilizzato con il bromuro di etidio con la scheda di sicurezza del materiale (MSDS).

Carattere mutageno

L'etidio bromuro è considerato un composto altamente mutageno, poiché intercalato nel DNA potrebbe influenzarne la duplicazione e la trascrizione, provocando mutazioni; e, addirittura, è stata segnalata una possibile azione cancerogena.

Il test AMES ha rilevato l'induzione di mutazioni da parte del bromuro di etidio nei batteri solo quando nel test è stato utilizzato un omogenato di fegato.

Questo ci ha portato a pensare che non sia direttamente responsabile della comparsa di mutazioni nei batteri, ma che queste potrebbero essere la conseguenza dell'azione di alcuni metaboliti generati nell'interazione dell'etidio bromuro con l'omogenato epatico.

D'altra parte, il programma di tossicologia naturale ha stabilito che il bromuro di etidio non era mutageno per ratti e topi. Nonostante ciò, il suo utilizzo si sta riducendo nei laboratori che lo utilizzano nelle loro ricerche.

Tuttavia, la concentrazione di etidio bromuro utilizzata nelle indagini è un millesimo della concentrazione della dose somministrata ai bovini nel trattamento della tripanosomiasi, senza la comparsa di mutazioni.

Riferimenti

1. Doronina Vicki. (2017). Brucia brillante: una breve storia della colorazione del DNA con bromuro di etidio. Estratto da: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Bromuro di etidio. Estratto da: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Bromuro di etidio. ScienceDirect. Estratto da: sciencedirect.com
4. Royal Society of Chemistry. (2020). Bromuro di etidio. Estratto da: chemspider.com
5. Libro di chimica. (2017). Bromuro di etidio. Estratto da: chemicalbook.com
6. Politecnico di Valencia. (2012). Procedura standard per lavorare con il bromuro di etidio. Recupero da: sprl.upv.es