Structure du bromure d'éthidium, propriétés, utilisations, toxicité

Il Bromure éthidique Il s'agit d'un composé fluorescent et aromatique qui a la capacité, en raison de sa structure chimique, d'intérêt entre les chaînes d'ADN. Il se lie également aux molécules d'ARN hautement pliées. Cela permet une interaction entre ce sel et les bases d'azote.

Le bromure d'éthidium absorbe la lumière ultraviolette dans une gamme de longueurs d'onde entre 210 nm et 285 nm, émettant une fluorescence orange 605 nm. L'intensité de sa fluorescence augmente jusqu'à 20 fois lorsqu'elle interagit avec l'ADN.

Coloration d'ADN avec du bromure d'éthidium fluorescent sous rayonnement UV dans le gel d'agarose. Source: École des ressources naturelles d'Ann Arbor [CC par (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.0)]

En raison de sa propriété de fluorescence, le bromure d'éthidium est utilisé pour visualiser les fragments d'ADN séparés au moyen d'une électrophorèse d'agarose (image supérieure); Technique introduite indépendamment par Aaij et Borst (1972) et Sharp (1973).

Le bromure d'éthidium lors de l'intercouvre entre les chaînes d'ADN pourrait également entraver ses processus de duplication et de transcription; Et donc, être la cause de la génération de mutations. Cependant, il n'y a aucune preuve concluante qui prouve cette hypothèse.

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Structure chimique

Structure moléculaire du bromure d'éthidium. Source: Calvero. [Domaine public]

Dans l'image supérieure, nous avons la structure moléculaire du bromure d'éthidium représenté par sa formule structurelle.

La molécule est presque complètement plate, car tous les atomes du système formés par les trois anneaux (phantridine) et l'atome d'azote chargé positivement ont une hybridation SP². Mais cela ne se produit pas de la même manière avec ses groupes de substituant.

Le groupe phényle de l'extrémité droite, les groupes amino et le groupe éthyle lié à l'azote chargé sont responsables du système pour absorber les longueurs d'onde UV qui caractérisent ensuite la fluorescence du bromure d'éthidium.

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D'un autre côté, notez que ses interactions intermoléculaires sont principalement régies par des attractions électrostatiques; Et dans une moindre mesure, ils restent cohérents par les forces dispersives des anneaux.

Propriétés

nom

Bromure éthidique.

Nom de l'IUPAC: 3.8-Diamino-5-Etil-6-FenilFenantridino Bromuro.

Synonymes: Bromure Homidio et Dromilac.

Formule moléculaire

C_vingt-et-unH_vingtN₃BR

Aspect physique

Cristaux rouges foncés ou est présenté comme une poussière brune.

Saveur

Amer.

Odeur

Toilettes solides.

Point de fusion

260 - 262 ºC (décomposer).

point d'allumage

> 100 ºC

Solubilité

40 g / L A 25 ºC dans l'eau et en éthanol 2 mg / ml.

Densité

0,34 g / cm³

La pression de vapeur

1,2 · 10^-12 MMHG à 25 ºC (estimé).

Coefficient de partition octanol / eau

Log Kow = - 0,38

Décomposition

Lorsque le bromure d'éthidium est chauffé en décomposition, il émet un bromure d'hydrogène très toxique et des oxydes d'azote.

La stabilité

Stable et incompatible avec de forts agents oxydants.

Indice de réfraction

1,67 (estimé).

pH

4 - 7 dans une solution à 2% dans l'eau.

Applications

Réaction en chaîne par polymérase (PCR)

La réaction en chaîne par polymérase, PCR, vous permet d'obtenir de nombreuses copies de façon exponentielle sur la base d'un fragment d'ADN. La technique est basée sur la propriété de l'enzyme de l'ADN polymérase pour reproduire les brins d'ADN de ses fragments qui servent de moule.

Il s'agit d'une technique qui a d'innombrables applications, y compris la détection de mutations liées aux maladies héréditaires; Tests de paternité; Identification d'une personne qui a commis un crime, etc.

Le bromure d'éthidium aide à l'identification des fragments d'ADN, des produits de sa dégradation enzymatique qui peuvent être utilisés dans la technique PCR.

Électrophorèse d'ADN dans le gel d'agarose et d'acrylamide

Le bromure d'éthidium est précédemment incorporé dans le gel d'électrophorèse. Le composé est entrecoupé entre les bandes d'ADN et produit une fluorescence lorsqu'elle est exposée à une lumière ultraviolette qui sert à montrer les fragments d'ADN qui se séparent en électrophorèse.

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Le modèle de fluorescence électrophorèse sert à une orientation sur l'origine des fragments d'ADN. L'union du bromure d'ADN éthidium al, modifie la conformation, la charge, le poids et la flexibilité de la molécule d'ADN, ce qui se traduit par une réduction de la mobilité de la macromolécule.

Cet effet augmente à mesure que la taille des fragments d'ADN augmente.

Action du bromure d'éthyide sur les triansomes

Le bromure d'éthidium a commencé à être utilisé dans le traitement de la triposomiase du bétail dans les années 1950, avec le nom de Homidio. De là, le nom du bromure homide est apparu en tant que synonyme de bromure d'éthidium.

L'utilisation thérapeutique du bromure d'éthidium est basée sur sa toxicité pour les mitochondries. Ceci se manifeste par une réduction du nombre de copies de l'ADN mitochondrial.

Le bromure d'éthidium se lie aux molécules d'ADN du kinetoplaste tripansome et modifie sa conformation à DNAZ. Cette forme d'ADN est mortelle, car sa réplication est inhibée.

Utiliser dans un modèle de sclérose en plaques chez les animaux

L'injection directe de bromure éthidique dans la citerne Magna, a produit une perte aiguë de perte de myéline reproductible dans le tronc cérébral du rat.  La même injection à la moelle épinière des chats a produit une blessure comparable à celle observée chez les rats.

La sclérose en plaques est une maladie auto-immune du système nerveux, dans lequel le système immunitaire produit la destruction de la myéline, une substance qui couvre les neurones.

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Toxicité

Exposition

Le bromure d'éthidium est considéré comme un composé toxique, car par inhalation, il provoque une irritation aiguë des voies respiratoires. De plus, par contact avec la peau, le bromure d'éthidium peut provoquer une inflammation et / ou une décoloration.

Entre-temps, aux yeux, l'exposition aiguë provoque une irritation, une rougeur et une douleur oculaire. Par conséquent, il est recommandé que le matériau utilisé avec le bromure d'éthidium soit manipulé avec la feuille de sécurité du matériau (FSD).

Caractère mutagène

Le bromure d'éthidium a un composé hautement mutagène, car lorsque l'intercalation dans l'ADN pourrait affecter sa duplication et sa transcription, provoquant des mutations; Et même une éventuelle action cancérigène a été soulignée.

Le test d'Ames n'a détecté que l'induction de mutations par le bromure d'éthidium dans les bactéries, lorsqu'un foie homogénéisé a été utilisé dans le test.

Cela suggère qu'il n'est pas directement responsable de l'apparition de mutations dans les bactéries, mais que celles-ci pourraient être la conséquence de l'action d'un métabolite généré dans l'interaction du bromure Etidio avec le foie homogénéisé.

D'un autre côté, le programme de toxicologie naturelle a établi que le bromure d'éthidium n'était pas mutagène pour les rats et les souris. Malgré cela, son utilisation est réduite dans les laboratoires qui l'utilisent dans leur recherche.

Cependant, la concentration du bromure d'éthidium utilisé dans les investigations est le millième de la concentration de la dose fournie aux bovins dans le traitement de la tripanosomiase, sans le rapport de l'aspect des mutations.

Les références

1. Doronina Vicki. (2017). Burning Bright: une brève histoire de la coloration à l'ADN du bromure d'éthidium. Récupéré de: Bitesizebio.com
2. Wikipédia. (2020). Le bromure d'éthidium. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
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