El metanosulfonato de etilo ( EMS ) es un compuesto organosulfurado con la fórmula CH 3 SO 3 C 2 H 5 . Es el éster etílico del ácido metanosulfónico . Líquido incoloro, está clasificado como agente alquilante . EMS es el mutágeno químico más utilizado en genética experimental . [4] [5] Las mutaciones inducidas por la exposición al EMS pueden luego estudiarse en exámenes genéticos u otros ensayos.
EMS produce mutaciones aleatorias en el material genético mediante sustitución de nucleótidos ; particularmente a través de transiciones G:C a A:T inducidas por alquilación de guanina . La EMS normalmente produce sólo mutaciones puntuales . Debido a su potencia y espectro mutacional bien comprendido,
EMS puede inducir mutaciones a un ritmo de 5x10 −4 a 5x10 −2 por gen sin una destrucción sustancial. Una tasa de mutación por gen de 5x10 −4 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 gen mutagenizado originalmente. gameto (que contiene un genoma haploide de ~100 Mbp, 36 % de GC ). [6] Un gameto mutagenizado de este tipo tendría alrededor de 9 mutaciones diferentes de pérdida de función en los genes, de las cuales 1 a 2 estarían 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 posterior del gameto a menudo permite la supervivencia del cigoto y el organismo resultantes, ya que los ahora heterocigotos no- El alelo funcional mutado puede ser rescatado por el alelo todavía salvaje proporcionado por el otro gameto. [6]
El grupo etilo del 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 la O 6 -etilguanina. Después de rondas de replicación posteriores, 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 perjudicial para las células y puede provocar enfermedades . La ARN polimerasa también puede colocar uridina (un análogo de ARN de la timina) frente a una lesión de O 6 -etilguanina. [7]
La O 6 -etilguanina se puede reparar in vivo de forma estequiométrica reaccionando con el sitio activo cisteína de la proteína reparadora O-6-metilguanina-ADN metiltransferasa . [8] Se informó que la vida media in vivo de O 6 -etilguanina era de aproximadamente 9 días en el cerebro de ratón, mientras que era de aproximadamente 1 día en el hígado de ratón. [9]
"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 conduzca 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 los bacteriófagos 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 lesiones letales de EMS en el ADN. [11]
En términos generales, el EMS es inestable en el 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 desecharlo. Los protocolos exigen la degradación de EMS en un volumen igual de NaOH 0,1 M y una "solución inactivadora" de 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 .