Brometo de etídio: estrutura, propriedades, usos, toxicidade - Ciência - 2023

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Brometo de etídio: estrutura, propriedades, usos, toxicidade - Ciência
Brometo de etídio: estrutura, propriedades, usos, toxicidade - Ciência

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o brometo de etídio É um composto fluorescente e aromático que tem a capacidade, devido à sua estrutura química, de se intercalar entre as cadeias de DNA. Ele também se liga a moléculas de RNA altamente dobradas. Isso permite uma interação entre este sal e as bases nitrogenadas.

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

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


O brometo de etídio, quando intercalado entre as cadeias de DNA, também poderia dificultar seus processos de duplicação e transcrição; e, portanto, ser a causa da geração de mutações. No entanto, não há evidências conclusivas para apoiar essa suposição.

Estrutura química

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

A molécula é quase totalmente plana, pois todos os átomos do sistema formado pelos três anéis (fenantridina) e o átomo de nitrogênio carregado positivamente possuem hibridização sp.2. Mas não é o mesmo com seus grupos substituintes.

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


Por outro lado, observe que suas interações intermoleculares são governadas principalmente por atrações eletrostáticas; e, em um grau menor, eles são mantidos juntos pelas forças dispersivas dos anéis de Londres.

Propriedades

Nome

Brometo de etídio.

Nome IUPAC: Brometo de 3,8-diamino-5-etil-6-fenilfenantridínio.

Sinônimos: brometo de hometo e Dromilac.

Fórmula molecular

C21H20N3Br

Aspecto físico

Cristais vermelho escuro ou ocorre como um pó marrom.

Sabor

Amargo.

Odor

Sólido inodoro.

Ponto de fusão

260-262 ° C (decompõe-se).

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 ° C (estimado).

Coeficiente de partição octanol / água

Log Kow = - 0,38

Decomposição

Quando é aquecido até a decomposição, o brometo de etídio emite uma fumaça muito tóxica de brometo de hidrogênio e óxidos de nitrogênio.

Estabilidade

Estável e incompatível com agentes oxidantes fortes.

Índice de refração

1,67 (estimado).

pH

4-7 em uma solução a 2% em água.

Formulários

Reação em cadeia da polimerase (PCR)

A reação em cadeia da polimerase, PCR, permite a obtenção de muitas cópias exponencialmente a partir de um fragmento de DNA. A técnica é baseada na propriedade da enzima DNA polimerase de replicar fitas de DNA de seus fragmentos que servem como 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 auxilia na identificação de fragmentos de DNA, produtos de sua degradação enzimática que podem ser utilizados na técnica de PCR.

Eletroforese de DNA em gel de agarose de acrilamida

O brometo de etídio é incorporado ao gel antes de realizar a eletroforese. O composto é ensanduichado entre as bandas de DNA e produz uma fluorescência quando exposto à luz ultravioleta que serve para revelar os fragmentos de DNA que são separados na eletroforese.

O padrão de fluorescência da eletroforese serve como orientação sobre a origem dos fragmentos de DNA. A ligação do brometo de etídio ao DNA altera a conformação, carga, peso e flexibilidade da molécula de DNA, o que resulta em uma redução da mobilidade da macromolécula.

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

Ação do brometo de etídio nos tripanossomas

O brometo de etídio começou a ser usado no tratamento da tripanossomíase em bovinos na década de 1950, com o nome de Homídio. Daí o nome brometo de hometo ter surgido como sinônimo de brometo de etídio.

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

O brometo de etídio liga-se às moléculas de DNA do cinetoplasto do tripanossomo e muda sua conformação para DNAz. Essa forma de DNA é letal, pois sua replicação é inibida.

Uso em um modelo animal de esclerose múltipla

A injeção direta de brometo de etídio na cisterna magna produziu uma lesão reprodutível de perda aguda de mielina no tronco encefálico de ratos. A mesma injeção na medula espinhal em gatos produziu uma lesão comparável à observada em ratos.

A esclerose múltipla é uma doença autoimune do sistema nervoso, na qual o sistema imunológico destrói a mielina, uma substância que cobre os neurônios.

Toxicidade

Exposição

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

Enquanto isso, nos olhos, a exposição aguda causa irritação, vermelhidão e dor nos olhos. Portanto, recomenda-se que o material usado com o brometo de etídio seja manuseado com a Folha de Dados de Segurança do Material (MSDS).

Caráter mutagênico

O brometo de etídio é considerado um composto altamente mutagênico, pois quando intercalado no DNA pode afetar sua duplicação e transcrição, causando mutações; e até mesmo uma possível ação cancerígena foi apontada.

O Teste AMES detectou apenas a indução de mutações pelo brometo de etídio em bactérias, quando um homogenato de fígado foi utilizado no teste.

Isso nos levou a pensar que não é diretamente responsável pelo aparecimento de mutações em bactérias, mas sim que estas poderiam ser consequência da ação de algum metabólito gerado na interação do brometo de etídio com o homogenato de fígado.

Por outro lado, o Programa de Toxicologia Natural estabeleceu que o brometo de etídio não era mutagênico para ratos e camundongos. Apesar disso, seu uso está sendo reduzido nos laboratórios que o utilizam em suas pesquisas.

Entretanto, a concentração de brometo de etídio utilizada nas investigações é um milésimo da concentração da dose administrada a bovinos no tratamento da tripanossomíase, sem o aparecimento de mutações.

Referências

  1. Doronina Vicki. (2017). Brilhante brilhante: uma breve história da coloração de DNA com brometo de etídio. Recuperado de: bitesizebio.com
  2. Wikipedia. (2020). Brometo de etídio. Recuperado de: en.wikipedia.org
  3. ElSevier B.V. (2020). Brometo de etídio. ScienceDirect. Recuperado de: sciencedirect.com
  4. Royal Society of Chemistry. (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 trabalhar com brometo de etídio. Recuperado de: sprl.upv.es