Das Ethidiumbromid Es ist eine fluoreszierende und aromatische Verbindung, die aufgrund ihrer chemischen Struktur die Fähigkeit besitzt, zwischen DNA-Ketten zu interkalieren. Es bindet auch an hochgefaltete RNA-Moleküle. Dies ermöglicht eine Wechselwirkung zwischen diesem Salz und den stickstoffhaltigen Basen..
Ethidiumbromid absorbiert ultraviolettes Licht in einem Wellenlängenbereich von 210 nm bis 285 nm und emittiert eine orangefarbene Fluoreszenz von 605 nm. Die Intensität seiner Fluoreszenz steigt bis zu 20-mal an, wenn es mit DNA interagiert.
Aufgrund seiner Fluoreszenzeigenschaft wird Ethidiumbromid verwendet, um getrennte DNA-Fragmente durch Agaroseelektrophorese sichtbar zu machen (oberes Bild); Technik, die unabhängig von Aaij und Borst (1972) und Sharp (1973) eingeführt wurde.
Wenn Ethidiumbromid zwischen DNA-Ketten interkaliert wird, kann es auch seine Duplikations- und Transkriptionsprozesse behindern. und daher die Ursache für die Erzeugung von Mutationen sein. Es gibt jedoch keine schlüssigen Beweise für diese Annahme..
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Im oberen Bild ist die Molekülstruktur von Ethidiumbromid durch seine Strukturformel dargestellt.
Das Molekül ist fast vollständig flach, da alle Atome des Systems, die aus den drei Ringen (Phenanthridin) und dem positiv geladenen Stickstoffatom bestehen, eine sp-Hybridisierung aufweisenzwei. Dies ist jedoch bei ihren Substituentengruppen nicht der Fall.
Die Phenylgruppe ganz rechts, die Aminogruppen und die an den geladenen Stickstoff gebundene Ethylgruppe sind dafür verantwortlich, dass das System die UV-Wellenlängen absorbiert, die später die Fluoreszenz von Ethidiumbromid charakterisieren..
Beachten Sie andererseits, dass ihre intermolekularen Wechselwirkungen hauptsächlich durch elektrostatische Anziehungskräfte bestimmt werden. und in geringerem Maße werden sie von den Londoner Zerstreuungskräften der Ringe zusammengehalten.
Ethidiumbromid.
IUPAC-Name: 3,8-Diamino-5-ethyl-6-phenylphenanthridiniumbromid.
Synonyme: Homide Bromid und Dromilac.
C.einundzwanzigH.zwanzigN.3Br
Dunkelrote Kristalle oder tritt als braunes Pulver auf.
Bitter.
Fest geruchlos.
260 - 262 ºC (zersetzt sich).
> 100 ºC
40 g / l bei 25 ° C in Wasser und in Ethanol 2 mg / ml.
0,34 g / cm3
1,210-12 mmHg bei 25 ° C (geschätzt).
Log Kow = - 0,38
Wenn Ethidiumbromid zur Zersetzung erhitzt wird, gibt es einen sehr giftigen Rauch aus Bromwasserstoff und Stickoxiden ab..
Stabil und unverträglich mit starken Oxidationsmitteln.
1,67 (geschätzt).
4-7 in einer 2% igen Lösung in Wasser.
Die Polymerasekettenreaktion PCR ermöglicht es, ausgehend von einem DNA-Fragment viele Kopien exponentiell zu erhalten. Die Technik basiert auf der Eigenschaft des DNA-Polymeraseenzyms, DNA-Stränge aus seinen Fragmenten zu replizieren, die als Matrize dienen..
Es ist eine Technik, die viele Anwendungen hat, einschließlich des Nachweises von Mutationen im Zusammenhang mit Erbkrankheiten; Vaterschaftstests; Identifizierung einer Person, die ein Verbrechen begangen hat usw..
Ethidiumbromid hilft bei der Identifizierung von DNA-Fragmenten, Produkten ihres enzymatischen Abbaus, die in der PCR-Technik verwendet werden können.
Das Ethidiumbromid wird vor der Durchführung der Elektrophorese in das Gel eingebaut. Die Verbindung befindet sich zwischen den DNA-Banden und erzeugt eine Fluoreszenz, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, das dazu dient, die DNA-Fragmente freizulegen, die bei der Elektrophorese getrennt werden.
Das Fluoreszenzmuster der Elektrophorese dient als Orientierung über den Ursprung der DNA-Fragmente. Die Bindung von Ethidiumbromid an DNA verändert die Konformation, Ladung, das Gewicht und die Flexibilität des DNA-Moleküls, was zu einer Verringerung der Mobilität des Makromoleküls führt..
Dieser Effekt nimmt mit zunehmender Größe des DNA-Fragments zu..
Ethidiumbromid wurde in den 1950er Jahren unter dem Namen Homidio zur Behandlung von Trypanosomiasis bei Rindern eingesetzt. Von dort kam der Name Homide Bromide als Synonym für Ethidiumbromid.
Die therapeutische Verwendung von Ethidiumbromid beruht auf seiner Toxizität für die Mitochondrien. Dies äußert sich in einer Verringerung der Anzahl der Kopien mitochondrialer DNA..
Ethidiumbromid bindet an die DNA-Moleküle des Trypanosomenkinetoplasten und ändert seine Konformation in DNAz. Diese Form der DNA ist tödlich, da ihre Replikation gehemmt ist.
Die direkte Injektion von Ethidiumbromid in die Magna der Zisterne führte zu einer reproduzierbaren akuten Myelinverlustläsion im Hirnstamm von Ratten. Die gleiche Rückenmarksinjektion bei Katzen führte zu einer Verletzung, die mit der bei Ratten vergleichbar war.
Multiple Sklerose ist eine Autoimmunerkrankung des Nervensystems, bei der das Immunsystem das Myelin zerstört, eine Substanz, die Neuronen bedeckt.
Ethidiumbromid wird als toxische Verbindung angesehen, da es beim Einatmen eine akute Reizung der Atemwege verursacht. Ebenso kann Ethidiumbromid durch Hautkontakt Entzündungen und / oder Verfärbungen verursachen..
Währenddessen verursacht eine akute Exposition in den Augen Reizungen, Rötungen und Augenschmerzen. Daher wird empfohlen, das mit Ethidiumbromid verwendete Material mit dem Sicherheitsdatenblatt (MSDS) zu behandeln..
Ethidiumbromid wird als stark mutagene Verbindung angesehen, da es bei Interkalation in DNA die Duplikation und Transkription beeinflussen und Mutationen verursachen kann. und sogar wurde auf eine mögliche krebserzeugende Wirkung hingewiesen.
Der AMES-Test detektierte die Induktion von Mutationen durch Ethidiumbromid in Bakterien nur, wenn im Test ein Leberhomogenisat verwendet wurde..
Dies führte uns zu der Annahme, dass es nicht direkt für das Auftreten von Mutationen in Bakterien verantwortlich ist, sondern dass dies die Folge der Wirkung eines Metaboliten sein könnte, der bei der Wechselwirkung von Ethidiumbromid mit dem Leberhomogenat erzeugt wird..
Andererseits stellte das Natural Toxicology Program fest, dass Ethidiumbromid für Ratten und Mäuse nicht mutagen war. Trotzdem wird seine Verwendung in den Labors, die es in ihrer Forschung verwenden, reduziert..
Die in den Untersuchungen verwendete Ethidiumbromidkonzentration beträgt jedoch ein Tausendstel der Konzentration der Dosis, die Rindern bei der Behandlung von Trypanosomiasis verabreicht wird, ohne dass Mutationen auftreten..
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