El metanosulfonato de etilo ( EMS ) es un compuesto organosulfurado con la fórmula CH3SO3C2H5 . Es el éster etílico del ácido metanosulfónico . Es un líquido incoloro y se clasifica como un agente alquilante . El EMS es el mutágeno químico más comúnmente utilizado en genética experimental . [ 4 ] [5] Las mutaciones inducidas por la exposición al EMS pueden estudiarse en pruebas genéticas u otros ensayos.
La EMS produce mutaciones aleatorias en el material genético mediante la sustitución de nucleótidos ; en particular, a través de transiciones de G:C a A:T inducidas por la alquilación de guanina . La EMS normalmente produce solo mutaciones puntuales . Debido a su potencia y al espectro mutacional bien conocido,
El EMS puede inducir mutaciones a una tasa de 5x10 −4 a 5x10 −2 por gen sin una destrucción sustancial. Una tasa de mutación de 5x10 −4 por gen observada en un experimento típico de mutagénesis EMS del organismo modelo C. elegans , corresponde a una tasa de mutación bruta de ~7x10 −6 mutaciones por par de bases G/C, o alrededor de 250 mutaciones dentro de un gameto mutagenizado originalmente (que contiene un genoma haploide de ~100 Mbp, 36% GC ). [6] Un gameto mutagenizado de este tipo tendría alrededor de 9 mutaciones diferentes de pérdida de función en los genes, con 1 a 2 de estas mutaciones dentro de genes esenciales y, por lo tanto, letales. Sin embargo, dado que es poco probable que el mismo gen esencial mute en gametos independientes, y si la pérdida del gen esencial no mató al gameto en sí, la fusión de gametos posterior a menudo permite la supervivencia del cigoto y el organismo resultantes, ya que el alelo mutado no funcional ahora heterocigoto puede ser rescatado por el alelo todavía de tipo salvaje proporcionado por el otro gameto. [6]
El grupo etilo de EMS reacciona con la guanina en el ADN , formando la base anormal O 6 -etilguanina. Durante la replicación del ADN , las ADN polimerasas que catalizan el proceso frecuentemente colocan timina, en lugar de citosina, frente a O 6 -etilguanina. Después de rondas subsiguientes de replicación, el par de bases G:C original puede convertirse en un par A:T (una mutación de transición ). Esto cambia la información genética, a menudo es dañino para las células y puede provocar enfermedades . La ARN polimerasa también puede colocar uridina (análogo de ARN de timina) frente a una lesión de O 6 -etilguanina. [7]
La O 6 -etilguanina se puede reparar in vivo de manera estequiométrica al reaccionar con la cisteína del sitio activo de la proteína reparadora de la O-6-metilguanina-ADN metiltransferasa . [8] Se informó que la vida media in vivo de la O 6 -etilguanina era de aproximadamente 9 días en el cerebro del ratón, mientras que era de aproximadamente 1 día en el hígado del ratón. [9]
El EMS induce la recombinación mitótica en Saccharomyces cerevisiae . [10] Se sugirió que el daño del EMS al ADN puede resultar en un proceso de reparación que conduce al intercambio genético. [10]
Se descubrió que los mutantes del bacteriófago T4 defectuosos en cualquiera de los seis genes que se sabe que son necesarios para la recombinación genética eran más sensibles a la inactivación por EMS que el bacteriófago de tipo salvaje. [11] Este hallazgo sugiere que un proceso de recombinación catalizado por las proteínas especificadas por estos seis genes se emplea en la reparación de las lesiones letales del EMS en el ADN. [11]
En términos generales, el EMS es inestable en agua. Se hidroliza a etanol y ácido metanosulfónico. A un pH neutro a ácido a temperatura ambiente, tiene una vida media bastante larga de más de 1 día. [12] [13] Por lo tanto, el EMS debe degradarse específicamente antes de su eliminación. Los protocolos exigen la degradación del EMS en un volumen igual de una "solución inactivante" de NaOH 0,1 M y tiosulfato de sodio al 20 % p/v , durante al menos seis vidas medias (>24 horas). [6] La vida media del EMS en NaOH 1 M es de 6 horas a temperatura ambiente, mientras que en una solución de tiosulfato de sodio al 10 % p/v tiene una vida media de 1,4 horas. [13]
El EMS es mutagénico , teratogénico y cancerígeno .