Etidyum bromür

Etidyum bromür (bazen "EtBr" olarak kısaltılır) moleküler biyoloji laboratuvarlarında nükleik asitleri flüoresan işaretlemekte kullanılan bir enterkalasyon ajanıdır. Bu molekül morötesi ışığa maruz kalınca turuncu renkte ışınır, DNA'ya bağlı olması halinde ışığın seviyesi 20-kat daha fazla olur. Jel elektroforezi gibi laboratuvar tekniklerinde DNA görüntülenmesinde etidyum bromürün bu özelliğinden yararlanılır. Bu bileşik, Homidium adı altında, veterinerler tarafından 1950'lerden beri büyükbaş hayvanlarda tripanozomosis tedavisinde kullanılmıştır (tripazanomis tripanozomların neden olduğu bir hastalıktır). Etidyum bromürün kuvvetli bir mutajendir. Bundan dolayı karsinojen ve teratojen olduğu tahmin edilmektedir ama dikkatli bir şekilde test edilmemiştir.
Yapı, kimya ve flüoresans
Çoğu ışınır (flüoresan) bileşik gibi etidyum bromür de aromatiktir. Moleküler yapısının çekirdeğini oluşturan çok halkalı kısım, fenantridin olarak bilinir, bunun bir diğer türevi akridin adlı flüoresan boyadır.
Etidyum bromürün DNA'ya bağlandıktan sonraki yoğun ışınırlığının (flüoresansının) nedeni fenil grubunun sabitleşmesi değildir, çünkü fenil halkasının enterkale olunan bazların düzlemine neredeyse dik durumda olduğu gösterilmiştir. Asıl nedenin, EtBr'nin arasına sıkıştığı bazlar arasındaki hidrofobik ortam olduğuna inanılmaktadır. Bu hidrofobik ortam içine giren etidyum katyonu kendisine ilişik olan tüm su moleküllerinden sıyrılmak zorunda kalır. Su, etkili bir ışınırlık söndürücüsü (fluorescence quencher) olduğu için, su moleküllerin ayrışması etidyumun daha çok ışınmasına neden olur.
Uygulamalar
Etidyum bromür laboratuvarda çift iplikçikli nükleik asitleri tespit etmek için yaygın olarak kullanılır. Çoğu uygulamada (PCR ürünleri, restriksiyon enzim kesim ürünleri, vs.) görüntülenmesi amaçlanan DNA zaten çift iplikçiklidir. EtBr tek iplikçikli RNA'yı görüntülemek için de kullanılır, çünkü RNA kendi üzerine katlanarak baz çiftleri oluşturur, EtBr de bu baz çiftleri arasına enterkale olur. Nükleik asitler genelde bir agaroz jeli içinde elektroforezle ayrıştırılır, jel bir EtBr çözeltisi içinde bir süre bekletilince EtBr nükleik asitlerle kompleksleşir. Bunun ardından jel morötesi ışığa tutulur, fluoresan görüntü bir fotoğraf makinası ile kaydedilir. Morötesi ışık gözler ve deriye zararlı olduğu için jelin fotoğrafı özel bir kutu içinde çekilir, eğer doğrudan jele bakmak gerekiyorsa kişinin göz ve derisinin korunması gerekir.
Sitolojideki bir uygulamada ise, bir hücre kültürü mitoz durdurucu bir ajana mağruz bırakılınca meydana gelen kromozom yoğunlaşmasını azaltmak için EtBr kullanılır. Böylece elde edilen preparatta kromozom bantları daha yüksek bir çözünürlükle görülebilir, kromozomların yapısal bütünlüğü mikroskop altında daha güvenle belirlenebilir.
Alternatifler
Laboratuvarda etidyum bromür için farklı alternatifler vardır. Örneğin, bazı araştırmacılar SYBR-temelli boyalar kullanırlar. SYBR boyalarının EtBr'den daha az kanserojen olduğu, boyamanın daha duyarlı ve yüksek kontrastlı olduğu bulunmuştur. Ancak, bu boyaların DMSO içinde çözülmesi gerekir, bu çözücü ise kolaylıkla deriye nüfuz eder. EtBr'nin dezavantajlarına rağmen çoğu araştırmacı daha ucuz olduğu için EtBr kullanmayı tercih eder.
Sağlık riskleri
Etidyum bromür bir mutajendir, kanserojen olduğu tahmin edilmektedir ve yüksek konsantrasyonda gözler, deri, mukus zarları ve üst solunum yolunu tahriş etmektedir. Etidyum bromürün sağlığa etkileri tamamen bilinmemektedir. Mutajenik olmasından dolayı kanserojen ve teratojen olması muhtemeldir ama bu yönde doğrudan bir kanıt yoktur. Muhtemel toksik etkilerini göstermesi için yutularak, solunarak veya deriden absorbe edilerek vücuda girmesi gerekir. Moleküler yapısının büyük ve hidrofobik olması nedeniyle deriden kolay geçemez.
ABD Milli Toksikoloji programının verilerine göre etidyum bromür (raporda homodium bromide olarak değinilmektedir) hayvanlarda antiparazitik ve antiprotozaoik etkiye sahiptir; ayrıca bir ilaç ve ilaç hammadesi olarak kullanılmıştır.
Etidyum bromür bir mutajen olarak etki eder çünkü çift iplikli DNA'daki bazlar arasına girerek molekülün şeklini bozar, bu yüzden DNA ikileşmesi ve DNA tamirinin çalışmasını bozar.
Güvenli kullanım
Etidyum bromür DNA'ya enterkale olup morötesi ışığa tutuluca turuncu renkte ışınır. Etidyum bromür tozu veya aerosolları oluşturma olasılığı olan her türlü işlemin (etidyum bromür çözeltisi hazırlanması gibi), solunması için bir çekerocak altında yapılması gerekir. Kullanım sırasında nitril eldivenler giyilmelidir, lateks eldivenler yeterli koruma sağlamaz. Yüksek konsantrasyonlu EtBr ile çalışırken veya uzun süreli çalışmada, çifte eldiven giymek maruziyet riskini azaltır.
Dökülmesi ve maruziyet halinde
Çoğu kimyasal maddeyle olduğu gibi, deri veya gözlerle temas halinde, 15 dakika suyla yıkanmalıdır. Teneffüs veya yutma halinde derhal doktora gidilmelidir.
Dökülme halinde, emici bir bez kullanarak etidyum bromür çüzeltisi temizlenmelidir. Kuru EtBr'yi temizlerken tozunu teneffüs etmemeye dikkat edilmelidir. Sıkı kapatılabilir bir plastik torba veya kutuya koyup tıbbi atık kutusuna konmalıdır.
Artıkların atılması
Etidyum bromür tehlikeli bir atık madde olarak muamele görmeli ve atılmalıdır. EtBr bulaşmış eldivenler, pipet uçları, deney tüpleri, kağıt havlular için de aynı şey söz konusudur. EtBr içeren çöpler yerel kural ve yönergelere uyumlu bir şekilde atılmalıdır.
Etidyum bromür kimyasal olarak yıkıma uğratılabilir veya yakılarak imha edilebilir. Belli bir seviyenin altında EtBr içeren çöpler normal şekilde atılır. Çamaşır suyu ile kimyasal yıkım kanserojen maddeler oluşturur. En güvenlikli ve etkili yıkım yöntemi Lunn Sansone yöntemidir. EtBr, aktif kömür veya amberlit iyon tutucu reçineyle çözeltiden çıkartılabilir. Bunu sağlayan çeşitli ticari ürünler de mevcuttur.