bromuro de etidio

El bromuro de etidio (o bromuro de homidio , ^{[ 2 ]} cloruro de sal de homidio ) ^{[ 3 ] [ 4 ]} es un agente intercalante comúnmente utilizado como marcador fluorescente ( tinte de ácido nucleico ) en laboratorios de biología molecular para técnicas como la electroforesis en gel de agarosa . Se abrevia comúnmente como EtBr , que también es una abreviatura de bromoetano . Para evitar confusiones, algunos laboratorios han utilizado la abreviatura EthBr para esta sal. Cuando se expone a la luz ultravioleta , fluoresce con un color naranja, intensificándose casi 20 veces después de unirse al ADN . Bajo el nombre de homidio , se ha utilizado comúnmente desde la década de 1950 en medicina veterinaria para tratar la tripanosomiasis en el ganado. ^{[ 5 ]} La alta incidencia de resistencia antimicrobiana hace que este tratamiento sea poco práctico en algunas áreas, donde se utiliza en su lugar el cloruro de isometamidio relacionado. A pesar de su reputación como mutágeno, las pruebas han demostrado que tiene baja mutagenicidad sin activación metabólica. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

Al igual que la mayoría de los compuestos fluorescentes , el bromuro de etidio es aromático . Su núcleo heterocíclico se conoce genéricamente como fenantridina , un isómero del cual es el colorante fluorescente acridina . Los máximos de absorción del EtBr en solución acuosa se encuentran a 210 nm y 285 nm, que corresponden a la luz ultravioleta . Como resultado de esta excitación , el EtBr emite luz naranja con una longitud de onda de 605 nm. ^{[ 9 ] [ 10 ]}   

La intensa fluorescencia del bromuro de etidio tras su unión al ADN probablemente no se deba a la estabilización rígida del grupo fenilo , ya que se ha demostrado que el anillo de fenilo se proyecta fuera de las bases intercaladas. De hecho, se observa que el grupo fenilo es casi perpendicular al plano del sistema de anillos, ya que rota alrededor de su enlace simple para encontrar una posición donde su interferencia con el sistema de anillos sea mínima. En cambio, se cree que el entorno hidrofóbico entre los pares de bases es el responsable . Al desplazarse hacia este entorno hidrofóbico y alejarse del disolvente, el catión etidio se ve obligado a desprenderse de las moléculas de agua que estaban asociadas a él. Dado que el agua es un potente extintor de fluorescencia , la eliminación de estas moléculas de agua permite que el etidio fluoresca.

El bromuro de etidio se utiliza comúnmente para detectar ácidos nucleicos en laboratorios de biología molecular. En el caso del ADN , se trata generalmente de ADN bicatenario procedente de PCR , digestiones con enzimas de restricción , etc. También se puede detectar ARN monocatenario , ya que suele plegarse sobre sí mismo, proporcionando así un apareamiento de bases local para la intercalación del colorante. La detección suele implicar la colocación de un gel con ácidos nucleicos sobre o bajo una lámpara ultravioleta. Dado que la luz ultravioleta es dañina para los ojos y la piel, los geles teñidos con bromuro de etidio se visualizan generalmente de forma indirecta mediante una cámara cerrada, registrándose las imágenes fluorescentes como fotografías. Cuando se requiere visualización directa, se deben proteger los ojos y la piel expuesta del observador. En el laboratorio, las propiedades de intercalación se han utilizado durante mucho tiempo para minimizar la condensación cromosómica cuando un cultivo se expone a agentes que detienen la mitosis durante la cosecha. Las preparaciones de portaobjetos resultantes permiten un mayor grado de resolución y, por lo tanto, una mayor confianza en la determinación de la integridad estructural de los cromosomas mediante análisis microscópico.

El bromuro de etidio también se utiliza durante la separación de fragmentos de ADN mediante electroforesis en gel de agarosa . ^{[ 11 ]} Se añade al tampón de corrida y se une intercalándose entre los pares de bases del ADN. Cuando el gel de agarosa se ilumina con luz ultravioleta, las bandas de ADN se hacen visibles. La intercalación de EtBr puede alterar las propiedades de la molécula de ADN, como la carga, el peso, la conformación y la flexibilidad. Dado que la movilidad de las moléculas de ADN a través del gel de agarosa se mide en relación con un patrón de peso molecular, los efectos del EtBr pueden ser cruciales para determinar el tamaño de las moléculas. ^{[ 12 ]}

El bromuro de etidio también se ha utilizado ampliamente para reducir el número de copias de ADN mitocondrial en células proliferantes. ^{[ 13 ]} El efecto del EtBr sobre el ADN mitocondrial se utiliza en medicina veterinaria para tratar la tripanosomiasis en el ganado, ya que el EtBr se une a las moléculas de ADN del cinetoplástido y cambia su conformación a la forma de ADN-Z . Esta forma inhibe la replicación del ADN del cinetoplástido, lo cual es letal para los tripanosomas. ^{[ 14 ]}

La sal de cloruro cloruro de homidio tiene las mismas aplicaciones. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

El bromuro de etidio se puede agregar al medio YPD y utilizarse como inhibidor del crecimiento celular. ^{[ 15 ]}

La afinidad de unión de las nanopartículas catiónicas con el ADN podría evaluarse mediante unión competitiva con bromuro de etidio. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

El EtBr puede teñir tanto proteínas como ácidos nucleicos. ^{[ 18 ]}

La mayor parte del uso de bromuro de etidio en el laboratorio (0,25–1  μg/mL) está por debajo de la dosis LD50, lo que hace improbable la toxicidad aguda. Se requerirían pruebas en humanos y estudios más prolongados en un sistema de mamíferos para comprender completamente el riesgo a largo plazo que el bromuro de etidio representa para los trabajadores de laboratorio, pero está claro que el bromuro de etidio puede causar mutaciones en células de mamíferos y bacterias. ^{[ 24 ]}

El bromuro de etidio no está regulado como residuo peligroso en bajas concentraciones, ^{[ 25 ]} pero muchas organizaciones lo tratan como tal. El material debe manipularse de acuerdo con la ficha de datos de seguridad (FDS) del fabricante.

La eliminación del bromuro de etidio de laboratorio sigue siendo un tema controvertido. ^{[ 26 ]} El bromuro de etidio puede degradarse químicamente o recolectarse e incinerarse. Es común que los residuos de bromuro de etidio por debajo de una concentración obligatoria se eliminen normalmente (por ejemplo, vertiéndolos por el desagüe). Una práctica común es tratar el bromuro de etidio con hipoclorito de sodio (lejía) antes de su eliminación. ^{[ 27 ]} Según Lunn y Sansone, la degradación química con lejía produce compuestos mutagénicos según la prueba de Ames . No se dispone de datos sobre los efectos mutagénicos de los productos de degradación. Lunn y Sansone describen métodos de degradación más eficaces. ^{[ 28 ]} En otros lugares, se recomienda la eliminación del bromuro de etidio de las soluciones con carbón activado o resina de intercambio iónico . ^{[ 29 ]} Existen varios productos comerciales disponibles para este uso. ^{[ 30 ]}

Los tripanosomas del valle del río Gibe , en el suroeste de Etiopía, mostraron resistencia universal entre julio de 1989 y febrero de 1993. ^{[ 31 ]} Esto probablemente indica una pérdida permanente de función en esta área contra el objetivo analizado, T. congolense aislado del ganado Boran . ^{[ 31 ]}

• Fenantridina
• Electroforesis en gel de agarosa y electroforesis en gel de ácidos nucleicos
• GelRed (derivado a su vez del bromuro de etidio) y GelGreen , comercializados como colorantes de ADN más seguros e intensos.
• Yoduro de propidio y monoazida de propidio , colorantes relacionados.

• Contenido multimedia relacionado con el bromuro de etidio en Wikimedia Commons.