Structures et mouvements des acides nucleiques en solution : telomeres et centromeres ; eau et ions associes aux acides nucleiques ; methodes rmn

par ANH TUAN PHAN

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Maurice Guéron.

Soutenue en 1999

à l'ECOLE POLYTECHNIQUE .

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  • Résumé

    Nous etudions par rmn differentes proprietes des acides nucleiques en solution. Un de nos resultats principaux est la determination d'une structure a haute definition d'un fragment naturel d'adn du telomere humain, issu du brin riche en cytosine. Ce fragment, qui contient quatre repetitions ccc, forme un motif i intramoleculaire avec six paires cc +. La boucle centrale coiffe un sillon etroit tandis que les deux autres boucles sous-tendent les deux sillons larges. Ces dernieres sont le siege de mouvements a l'echelle de la milliseconde, conduisant a une pseudo-symetrie moyenne, que traduit la quasi-degenerescence des spectres rmn. Structure et mouvements des boucles ont ete elucides par des substitutions appropriees (c par 5mc et t par u). Chacune des deux boucles prend alternativement deux structures, dont l'une comporte en outre un mouvement, la rotation syn/anti de la seconde adenine de la boucle. Nous avons aussi conduit un examen systematique des structures et topologies en motif i d'autres sequences de brins c telomeriques et centromeriques, selon la longueur des sequences c et selon les sequences qui les relient. Le brin g complementaire peut aussi adopter des structures non-canoniques, en particulier le quadruplex de g. L'etude de l'interaction des brins c et g revele des structures competitives, parmi lesquelles nous avons caracterise l'adn b, le motif i et le quadruplex de g, ainsi que des duplexes mal apparies et des triples helices. Nous avons examine l'association de l'eau a differents sillons et boucles des acides nucleiques. Nous montrons que les temps de l'association les plus longs ne depassent pas quelques nanosecondes. Dans certains sillons etroits, par exemple le sillon mineur de l'adn b', ce temps est un peu plus long que dans les sillons plus larges, peut-etre en relation avec l'encombrement sterique. L'association de cations monovalents et multivalents est aussi etudiee. Les sites sont sensibles a la structure des acides nucleiques et la nature des ions. On retrouve certains des sites cristallographiques mais pas tous, ainsi que des sites non-occupes dans le cristal. Ce travail a necessite le developpement de differentes techniques rmn. Des procedures heteronucleaires utilisables en abondance naturelle nous ont permis d'etablir des correlations au travers des liaisons covalentes dans la base, dans le sucre, entre la base et le sucre, et dans le squelette, conduisant a une methode d'attribution spectrale independante de toute hypothese structurale. Des procedures noesy ont ete modifiees en vue de separer les differentes contributions au transfert d'aimantation. Des procedures produisant les conditions zero-noe et zero-roe hors resonance ont permis la determination du temps de residence des molecules d'eau associees aux acides nucleiques sans artefacts provenant des protons echangeables ou des protons ayant le meme deplacement chimique que l'eau.


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Informations

  • Détails : 300 p.
  • Annexes : 180 ref.

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