Force-induced structural transitions in cross-linked deoxyribonucleic acid films

par Alexander André

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Patrick Kékicheff et de Georg Maret.

Soutenue en 2007

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) en cotutelle avec Konstanz - Allemagne .

  • Titre traduit

    Transitions structurales induites par force dans des films d'acide désoxyribonucléique réticulés


  • Résumé

    Nous avons développé une méthode pour étudier la structure de molécules d’ADN étirées mécaniquement. Les échantillons sont des films d’ADN constitués de macromolécules bien orientées et produits par un procédé de filage en milieu humide. Du fait que les molécules sont déjà orientées à la fabrication, les forces appliquées par la suite peuvent directement induire des transitions structurales. La transmission des forces entre molécules voisines est possible grâce à la réticulation par le formaldéhyde, l’éther diglycidique d’éthylène glycol ou des bis-intercalants. L’efficacité des produits réticulants est testée par électrophorèse en gel et en étudiant les propriétés élastiques des films d’ADN traités. Nous avons, pour la première fois, donné une preuve de la réticulation intermoléculaire d’ADN par le formaldéhyde. La structure du complexe ADN-formaldéhyde a été caractérisée par diffusion Raman, ce qui nous a permis de distinguer entre réticulation et dénaturation. Le maintien à une valeur constante et à un niveau assez élevé de l’humidité relative des films se traduit dans les échantillons par la présence d’ADN sous la forme B. La dynamique à basses fréquences pendant l’hydratation et la déshydratation sont suivies par spectroscopie terahertz résolue en temps. Nous avons observé pour la première fois des différences en transmission selon l’orientation, parallèle ou perpendiculaire au champ électrique terahertz, des films. Les temps caractéristiques de la transition de la forme A vers la forme B des échantillons sont confirmés par les résultats de la diffusion Raman. L’inclinaison des paires de base pendant l’étirement des films d’ADN est étudiée par biréfringence. Dans le cas des films réticulés, la biréfringence décroît. Le changement de distance entre les paires de base est mesuré par diffraction X. Nous avons observé des réflexions inconnues et discutons les possibles interprétations physiques et structurales. Un reflet méridional qui correspond à une périodicité de 7,4Å provient probablement d’une conformation étirée et non-hélicoïdale. Le reflet disparaît quand on réduit l’humidité relative et que l’on déshydrate l’échantillon. Nous avons montré que l’enchevêtrement des molécules d’ADN dans les films induit un certain degré de «réticulation», en accord avec ce qui a été rapporté dans la littérature. L’augmentation du débit pendant le filage en milieu humide permet de commencer à étirer l’ADN.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (153 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-148

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2007;5504
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