Bisulfite

Définition

Le bisulfite est un sel contenant le radical oxoanion monovalent soufré HO₃S^- (hydrogénosulfite). C'est une base conjuguée d'un acide sulfureux (ou un acide conjugué d'un anion sulfite). Il joue le rôle de métabolite humain, dans les levures et rongeurs, etc. Par exemple, le bisulfite de sodium NaHSO₃ est un sulfite d'hydrogène.

Le bisulfite de sodium est un solide cristallin blanc avec une légère odeur d'oeufs pourris. Les bisulfites en solutions aqueuses sont des liquides de couleur claire.
Ils peuvent causer de graves brûlures à la peau, aux yeux et aux muqueuses. Le matériau est incombustible.

Technique du pyroséquençage au bisulfite :

Le pyroséquençage au bisulfite est une technique utilisée pour quantifier les niveaux de méthylation de l'ADN sur l'ADN avec une résolution d'une seule base. Le traitement au bisulfite transforme tous les C non méthylés en bases uracile (U). Cela inclut tous les C à l'intérieur et à l'extérieur des sites CpG. Les bases C qui sont méthylées (cercle jaune dans l'image ci-dessus) sont résistantes à ce changement et restent sous forme de C après le traitement au bisulfite.

Explications

Le bisulfite est utilisé dans la fabrication du papier et du cuir, comme conservateur alimentaire et dans la production de teintures et de produits chimiques.

En chimie, la différence entre le bisulfite et le bisulfate réside dans le nombre d'atomes d'oxygène liés au soufre central. Le bisulfate est l'anion HSO₄^- tandis que le bisulfite est l'anion HSO₃^-.

En chimie

L'acide sulfureux a la formule H₂SO₃ et le poids moléculaire de 82,075 g/mol. Il n'existe aucune preuve claire que l'acide sulfureux existe en solution, mais la molécule a été détectée en phase gazeuse. Les bases conjuguées de cet acide insaisissable sont cependant des anions courants : bisulfite (ou hydrogénosulfite) = HSO₃^- et sulfite, SO₃^2-.

Les sels de bisulfite sont généralement préparés par traitement de solutions alcalines avec un excès de dioxyde de soufre : SO₂ + NaOH → NaHSO₃.

HSO₃^- est la base conjuguée de l'acide sulfureux, H2SO₃ et son apparence est fonction du pH de la solution : H₂SO₃ ⇌ HSO₃^- + H⁺.

L'acide sulfureux n'a pas été isolé en tant que composé distinct et ne semble pas non plus exister en solution. Un équilibre beaucoup plus cohérent avec les preuves spectroscopiques est donné comme suit : SO₂ + H₂O ⇌ HSO₃^- + H⁺.

HSO₃^- est une espèce faiblement acide avec un pKa de 6,97. Sa base conjuguée est l'anion sulfite, SO₃^2- : HSO₃^- ⇌ SO₃^2- + H⁺.

Les bisulfites sont des agents réducteurs, comme le sont tous les sulfites et le dioxyde de soufre, qui contient du soufre dans le même état d'oxydation de +5. Les spectres Raman des solutions de dioxyde de soufre dans l'eau ne montrent que des signaux dus à la molécule SO₂ et à l'ion bisulfite, HSO₃−. Les intensités des signaux sont cohérentes avec l'équilibre suivant : SO₂ + H₂O ⇌ HSO₃^- + H⁺.

Ainsi : Ka = 1,54 × 10^-2; pKa = 1,81.

Des solutions aqueuses de dioxyde de soufre, parfois appelées "acide sulfureux", sont utilisées comme agents réducteurs et désinfectants, tout comme les solutions de bisulfite et de sels de sulfite. Ce sont également des agents de blanchiment doux et sont utilisés pour les matériaux susceptibles d'être endommagés par les agents de blanchiment contenant du chlore.

Conversion du bisulfite de sodium

La conversion au bisulfite de sodium de l'ADN génomique est la méthode la plus couramment utilisée pour les études de méthylation de l'ADN fournissant une résolution d'un seul nucléotide. Il permet de différencier et de détecter les cytosines non méthylées des cytosines méthylées. Cette procédure peut ensuite être suivie soit par une amplification PCR, soit par un séquençage de nouvelle génération (pyroséquençage) pour révéler le statut de méthylation de chaque cytosine lors d'une amplification spécifique d'un gène ou d'une amplification du génome entier.

Le traitement de l'ADN avec du bisulfite de sodium convertit la cytosine non méthylée en uracile, tandis que les cytosines méthylées restent inchangées. L'ADN est ensuite amplifié par PCR où les uraciles sont converties en thymines.

La conversion du bisulfite désamine les cytosines non méthylées en uracile. Les cytosines méthylées résistent au processus de désamination et sont ainsi protégées lors de la conversion du bisulfite. Cette caractéristique unique de l'ADN converti au bisulfite constitue la base permettant de distinguer les sites CpG méthylés et non méthylés. La conversion au bisulfite permet des applications en aval d'une variété de techniques pour déterminer l'état de méthylation au niveau de sites CpG sélectionnés/spécifiques ou le modèle général de méthylation d'une région particulière du génome.

Cependant, la conversion du bisulfite est un processus difficile et connu pour provoquer une fragmentation de l'ADN, ce qui peut constituer une limitation. De plus, étant donné que la conversion du bisulfite est supposée convertir toutes les cytosines non méthylées en uracile, il est nécessaire de disposer d'un contrôle post-conversion du bisulfite indépendant de la méthylation pour valider le succès du processus.

Un tel exemple est celui des répétitions ALU-C4 (ALU), qui n'hébergent aucun CpG et ne subissent donc aucune méthylation, et sont idéales pour être utilisées comme contrôle interne. Après la conversion au bisulfite, les échantillons d'ADN sont analysés à l'aide de techniques spécifiques au locus ou à l'échelle du génome.

Séquençage au bisulfite

Le séquençage au bisulfite est utilisé pour le profilage de la méthylation de l'ADN. Le séquençage au bisulfite exploite le fait que la cytosine méthylée reste inchangée sous le traitement au bisulfite, alors que la cytosine non méthylée sera convertie en uracile.

Le séquençage au bisulfite du génome entier est rendu possible par les progrès des technologies de séquençage de nouvelle génération pour analyser la méthylation de l'ADN à l'échelle du génome avec une résolution d'un seul nucléotide.

Le séquençage au bisulfite à représentation réduite est un protocole basé sur le bisulfite qui enrichit les parties du génome riches en CG, réduisant ainsi la quantité de séquençage requise tout en capturant la majorité des promoteurs et d'autres régions génomiques pertinentes à une résolution mononucléotidique.

En rapport avec "bisulfite"

• dinucléotide CpG

  

  Un dinucléotide CpG (site CpG) est une combinaison chimique de deux nucléotides, qui ont les nucléobases cytosine et guanine.

• pyroséquençage

  

  Le pyroséquençage est une technologie de séquençage de l'ADN sans gel et par synthèse, qui consiste à obtenir des informations génétiques en synthétisant...

• sulfite

  

  Un sulfite est un composé chimique constitué naturellement d'un sel d'acide sulfureux avec l'anion SO32-.

• uracile

  

  L'uracile est une base organique azotée de la famille des pyrimidines entrant dans la structure des acides nucléiques.