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Comment la géométrie modifie la vitesse d’une réaction chimique
6 juillet 2010
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Lorsque les réactifs d’une réaction chimique sont en faible concentration, la vitesse à laquelle cette réaction a lieu dépend essentiellement du temps que les réactifs mettent pour se rencontrer. C’est par exemple le cas dans une cellule, lors de la synthèse d’une protéine par transcription d’un gène. En calculant ce temps dans diverses situations, des physiciens du Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC - UPMC / CNRS) ont mis en avant un nouvel aspect jusqu’à présent ignoré en cinétique chimique traditionnelle. Alors que dans les systèmes dilués habituels, la vitesse de réaction s’avère indépendante de la situation initiale des réactants, ce n’est plus le cas dans les systèmes confinés et encombrés. La localisation spatiale des réactants joue un rôle crucial sur la cinétique.
Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre la fonction incontournable de l’organisation spatiale des gènes dans la cinétique de transcription, et plus généralement l’impact de la géométrie sur des réactions impliquant des molécules uniques. Ce travail théorique a fait l’objet d’une publication dans la revue Nature chemistry.
- Figure 1
La position initiale d’un réactant est-elle un paramètre important de la cinétique ? Pour des systèmes dilués, la cinétique est en fait très largement indépendante du point de départ (S1 ou S2), tandis que dans le cas d’environnements encombrés, la position du point de départ influence fortement le temps de recherche de la cible, conduisant à un régime de « réaction contrôlée par la géométrie ». Dans le contexte de la transcription, ces résultats impliquent que la cinétique d’activation d’un gène T par un facteur de transcription peut être des ordres de grandeur plus rapide si le facteur de transcription provient d’un site S ≡ S2 colocalisé avec T (ie dans le voisinage de T), que s’il provient d’un site éloigné S ≡ S1.
En savoir plus
Geometry-controlled kinetics, O. Bénichou1, C. Chevalier1, J. Klafter2, B. Meyer1 et R. Voituriez1, Nature Chemistry, Juin 2010.
Contacts chercheurs
Olivier Bénichou, enseignant-chercheur
Informations complémentaires
1Laboratoire de physique théorique de la matière condensée, UMR 7600 :
- CNRS
- UPMC
2School of Chemistry, Raymond and Beverly Sackler Faculty of Exact Sciences, Tel Aviv University, Israel et Institute for Advanced Studies (FRIAS), University of Freiburg, Freiburg, Germany
Contacts INP
Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Karine Penalba,
inp-communication cnrs-dir.fr
