ETHIDIUM BROMIDE: STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, TOKSISITAS - KIMIA - 2025

The etidium bromida adalah senyawa aromatik neon memiliki kemampuan, karena struktur kimianya, akan disisipkan di antara rantai DNA. Ini juga mengikat molekul RNA yang sangat terlipat. Hal ini memungkinkan terjadinya interaksi antara garam ini dan basa nitrogen.

Ethidium bromide menyerap sinar ultraviolet dalam rentang panjang gelombang dari 210 nm hingga 285 nm, memancarkan fluoresensi oranye 605 nm. Intensitas fluoresensinya meningkat hingga 20 kali lipat saat berinteraksi dengan DNA.

Pewarnaan DNA dengan ethidium bromide fluorescing di bawah radiasi UV pada gel agarosa. Sumber: Sekolah Sumber Daya Alam dari Ann Arbor

Karena sifat fluoresensinya, etidium bromida digunakan untuk memvisualisasikan fragmen DNA yang terpisah dengan elektroforesis agarosa (gambar atas); teknik yang diperkenalkan secara independen oleh Aaij dan Borst (1972) dan Sharp (1973).

Ethidium bromide, ketika diinterkalasi di antara rantai DNA, juga dapat menghambat proses duplikasi dan transkripsi; dan karena itu, menjadi penyebab generasi mutasi. Namun, tidak ada bukti konklusif yang mendukung asumsi ini.

Struktur kimia

Struktur molekul etidium bromida. Sumber: Calvero.

Pada gambar atas kita memiliki struktur molekul etidium bromida yang diwakili oleh rumus strukturnya.

Molekulnya hampir seluruhnya datar, karena semua atom dalam sistem yang dibentuk oleh tiga cincin (fenantridin) dan atom nitrogen bermuatan positif memiliki hibridisasi sp ² . Tetapi tidak sama dengan kelompok penggantinya.

Gugus fenil paling kanan, gugus amino, dan gugus etil yang terikat pada nitrogen yang bermuatan bertanggung jawab untuk sistem yang menyerap panjang gelombang UV yang kemudian mencirikan fluoresensi etidium bromida.

Di sisi lain, perhatikan bahwa interaksi antarmolekulnya terutama diatur oleh gaya tarik elektrostatis; dan pada tingkat yang lebih rendah, mereka diikat oleh gaya-gaya penyebaran cincin London.

Properti

Nama

Ethidium bromide.

Nama IUPAC: 3,8-Diamino-5-ethyl-6-phenylphenanthridinium bromide.

Sinonim: homide bromide dan Dromilac.

Formula molekul

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Penampilan fisik

Kristal merah tua atau muncul sebagai bubuk coklat.

Rasa

Pahit.

Bau

Padatan tidak berbau.

Titik lebur

260-262 ° C (terurai).

titik pengapian

> 100 ºC

Kelarutan

40 g / L pada 25 ºC dalam air dan 2 mg / mL dalam etanol.

Massa jenis

0,34 g / cm ³

Tekanan uap

1.2 · 10 ^-12 mmHg pada 25 ° C (perkiraan).

Koefisien partisi oktanol / air

Log Kow = - 0,38

Penguraian

Ketika dipanaskan hingga terurai, etidium bromida mengeluarkan asap yang sangat beracun dari hidrogen bromida dan nitrogen oksida.

Stabilitas

Stabil dan tidak kompatibel dengan oksidator kuat.

Indeks bias

1.67 (diperkirakan).

pH

4-7 dalam larutan 2% dalam air.

Aplikasi

Reaksi berantai polimerase (PCR)

Reaksi berantai polimerase, PCR, memungkinkan untuk memperoleh banyak salinan secara eksponensial mulai dari fragmen DNA. Teknik ini didasarkan pada sifat enzim DNA polimerase untuk mereplikasi untaian DNA dari fragmennya yang berfungsi sebagai template.

Ini adalah teknik yang memiliki aplikasi tak terbatas, termasuk deteksi mutasi yang berkaitan dengan penyakit keturunan; tes garis ayah; identifikasi seseorang yang melakukan kejahatan, dll.

Ethidium bromide membantu mengidentifikasi fragmen DNA, produk degradasi enzimatiknya yang dapat digunakan dalam teknik PCR.

Elektroforesis gel agarosa dan akrilamida DNA

Etidium bromida dimasukkan ke dalam gel sebelum melakukan elektroforesis. Senyawa tersebut terjepit di antara pita DNA dan menghasilkan fluoresensi saat terkena sinar ultraviolet yang berfungsi untuk mengungkap fragmen DNA yang terpisah pada elektroforesis.

Pola fluoresensi elektroforesis berfungsi sebagai orientasi tentang asal-usul fragmen DNA. Pengikatan etidium bromida ke DNA mengubah konformasi, muatan, berat dan fleksibilitas molekul DNA, yang mengakibatkan penurunan mobilitas makromolekul.

Efek ini meningkat dengan bertambahnya ukuran fragmen DNA.

Aksi etidium bromida pada tripanosom

Ethidium bromide mulai digunakan dalam pengobatan trypanosomiasis pada sapi pada 1950-an, dengan nama Homidio. Dari situlah muncul nama homide bromide sebagai sinonim dari ethidium bromide.

Penggunaan terapi etidium bromida didasarkan pada toksisitasnya terhadap mitokondria. Hal ini dimanifestasikan dengan berkurangnya jumlah salinan DNA mitokondria.

Ethidium bromide mengikat molekul DNA dari kinetoplast tripanosom dan mengubah konformasi ke DNAz. Bentuk DNA ini mematikan, karena replikasinya terhambat.

Gunakan pada model hewan dari multiple sclerosis

Injeksi langsung etidium bromida ke dalam cisterna magna menghasilkan lesi kehilangan mielin akut yang dapat direproduksi di batang otak tikus. Suntikan sumsum tulang belakang yang sama pada kucing menghasilkan lesi yang serupa dengan yang terlihat pada tikus.

Multiple sclerosis adalah penyakit autoimun pada sistem saraf, di mana sistem kekebalan menghancurkan mielin, zat yang menutupi neuron.

Toksisitas

Eksposisi

Ethidium bromide dianggap sebagai senyawa toksik, karena jika terhirup dapat menyebabkan iritasi akut pada saluran pernapasan. Selain itu, jika terkena kulit, etidium bromida dapat menyebabkan peradangan dan / atau perubahan warna.

Sedangkan pada bagian mata, paparan akut menyebabkan iritasi, kemerahan dan nyeri mata. Oleh karena itu, bahan yang digunakan dengan etidium bromida direkomendasikan untuk ditangani dengan Lembar Data Keselamatan Bahan (MSDS).

Karakter mutagenik

Ethidium bromide dianggap sebagai senyawa yang sangat mutagenik, karena bila diinterkalasi dalam DNA dapat mempengaruhi duplikasi dan transkripsi, menyebabkan mutasi; dan bahkan, tindakan karsinogenik mungkin telah ditunjukkan.

Tes AMES hanya mendeteksi induksi mutasi oleh etidium bromida pada bakteri, ketika homogenat hati digunakan dalam tes tersebut.

Hal ini membuat kami berpikir bahwa ini tidak secara langsung bertanggung jawab atas munculnya mutasi pada bakteri, tetapi ini bisa menjadi konsekuensi dari aksi beberapa metabolit yang dihasilkan dalam interaksi etidium bromida dengan homogenat hati.

Di sisi lain, The Natural Toxicology Program menetapkan bahwa etidium bromida tidak bersifat mutagenik pada tikus dan mencit. Meskipun demikian, penggunaannya dikurangi di laboratorium yang menggunakannya dalam penelitian mereka.

Namun, konsentrasi etidium bromida yang digunakan dalam investigasi adalah seperseribu dari konsentrasi dosis yang diberikan pada sapi dalam pengobatan trypanosomiasis, tanpa adanya mutasi.

Referensi

1. Doronina Vicki. (2017). Terang membara: riwayat singkat pewarnaan DNA etidium bromida. Diperoleh dari: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Ethidium bromide. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Ethidium bromide. ScienceDirect. Diperoleh dari: sciencedirect.com
4. Royal Society of Chemistry. (2020). Ethidium bromide. Diperoleh dari: chemspider.com
5. Buku Kimia. (2017). Ethidium bromide. Diperoleh dari: chemicalbook.com
6. Universitas politeknik Valencia. (2012). Prosedur standar untuk bekerja dengan etidium bromida. Diperoleh dari: sprl.upv.es