Un modèle statistique pour la dénaturation de l’ADN

1er octobre 2007

On considère habituellement que les deux brins qui forment une molécule d’ADN se séparent à partir de leurs extrémités, tels les deux côtés d’une fermeture éclair. Mais sous l’effet de la température, le double brin d’ADN peut aussi spontanément s’ouvrir en son milieu, c’est le processus de dénaturation. Lorsque cette séparation se produit sur de nombreuses bases successives, le trou formé par les paires de bases non appariées forme ce que l’on nomme une bulle de dénaturation. Les deux brins simples alors formés sont près de cinquante fois moins rigides que l’ADN double brin. Ils peuvent donc se tordre et se déformer considérablement en prenant de nombreuses configurations qui s’opposent à la recombinaison des brins et à la disparition de la bulle. Comprendre la physique de l’ADN et de ses bulles de dénaturation est un défi important dans la compréhension des systèmes vivants, puisque de nombreux mécanismes biologiques, comme la condensation de l’ADN, la réplication, la transcription ou la fixation de protéines en dépendent intimement.

J. Palmeri et ses collègues (Laboratoire de Physique Théorique, Université de Toulouse, CNRS) ont analysé l’effet de la température sur l’état géométrique du polymère d’ADN et l’état d’appariement des bases. Le modèle statistique qu’ils proposent relie la température de dénaturation (au-dessus de laquelle le double brin s’ouvre entièrement) aux paramètres microscopiques. Il permet également de déterminer la taille typique de l’ADN en fonction de la température, qu’il soit étiré ou en pelote. Ces prédictions permettront de tester leur modèle en le confrontant aux mesures expérimentales de ces grandeurs physiques.

En savoir plus

Thermal Denaturation of Fluctuating DNA Driven by Bending Entropy, J. Palmeri, M. Manghi, and N. Destainville, Phys. Rev. Lett. 99, 088103, (2007)