Thèse soutenue

Comportement collectif de moteurs moléculaires : une étude théorique

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Auteur / Autrice : Thomas Guérin
Direction : Jean-François JoannyJacques Prost
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Frontières du vivant
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

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Résumé

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Plusieurs théories et expériences suggèrent que des assemblées de moteurs moléculaires peuvent générer des comportements complexes, comme le mouvement bidirectionnel et les oscillations, qui jouent peut-être un rôle important dans plusieurs systèmes biologiques. Nous étudions ces phénomènes collectifs de manière théorique. Nous examinons d'abord deux modèles existants : le modèle de moteurs rigides, et le modèle ""crossbridge". Nous traçons des diagrammes résumant les régimes d'oscillation, caractérisons la réponse non-linéaire d'une assemblée de moteurs et comparons nos résultats théoriques avec des expériences. Nous établissons un lien avec des modèles décrivant des oscillations de stick-slip. Nous introduisons ensuite un nouveau modèle, le modèle de moteurs flexibles. Ce modèle prédit l'existence de deux régimes d'instabilité distincts, et établit un lien explicite entre le modèle de moteurs rigides et le modèle "crossbridge". Le paramètre clef de la théorie décrit le piégeage des moteurs dans les puits de potentiel créés par le filament. Ce paramètre joue un rôle important dans un cas limite particulier de notre modèle, où l'on retrouve un modèle classique de friction solide. Dans notre théorie, la signature de la friction solide se trouve sous la forme d'une discontinuité de pente de la courbe force - vitesse. Enfin, nous étudions le bruit dans les assemblées de moteurs moléculaires. Bien que la condition de bilan détaillé ne soit pas satisfaite, il est possible de définir un potentiel effectif en effectuant une approximation WKB, ce qui permet de calculer analytiquement le temps de renversement de la vitesse dans le problème du mouvement bidirectionnel.