Ouverture mecanique de la double helice de l'adn

• Auteur / Autrice : Baptiste Essevaz-Roulet
• Direction : François Heslot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail a porte sur la mesure mecanique des forces qui assurent la cohesion de la double helice de l'adn par une experience a l'echelle de la molecule unique. Les deux brins d'une meme extremite de la molecule sont greffes sur des supports solides dont l'un est lie a un dynamometre tres sensible. Les supports sont ecartes par micromanipulation, conduisant a la separation des brins a une force moyenne d'environ 15 pn qui depend de la proportion en paires de bases gc par rapport aux paires at. A l'echelle de la centaine de bases, l'ouverture est un processus intermittent, avec des phases de blocages et des phases de progressions rapides correspondant a l'ouverture de plusieurs dizaines de paires de bases d'un coup. Les blocages sont lies a la presence de zones de sequence particulierement riche en paires gc et qui agissent comme des points durs. Le signal est d'autant plus sensible a la sequence a petite echelle que la raideur totale du systeme (instrument de mesure + molecule) est grande. La raideur de l'instrument de mesure (micro-aiguille souple ou piege optique) a ete variee de 0,7 a 200 pn/m. La raideur de la molecule diminue au cours de l'ouverture a cause de l'allongement des simples brins. Lorsque la raideur totale est maximum, des zones de 20 a 50 paires de bases peuvent etre detectees. Une modelisation basee sur la determination de l'energie totale du systeme montre que la forme du potentiel depend fortement de la sequence de l'adn et peut expliquer la progression par a-coup de l'ouverture. La situation d'equilibre semble etre rejointe experimentalement lorsque la raideur totale du systeme est grande (>15 pn/m) et pour des progressions a petite echelle (de l'ordre de la dizaine de nm). Les effets hors equilibres apparaissent dans les cas contraires et se manifestent en particulier par un cycle d'hysteresis entre le signal d'ouverture et de re-fermeture.