Etude de l'association et de la dynamique de filaments nucléoprotéiques Rad51-ADN individuels dans les pinces magnétiques

Association and dynamics of individual Rad51-DNA nucleoprotein filaments in magnetic tweezers

• Auteur / Autrice : Ludovic Disseau
• Direction : Jean-Louis Viovy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interface Physique - Biologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN -- Réparation

Recombinaison génétique

Nucléoprotéines

Résumé

Dans cette thèse, nous avons étudié plusieurs aspects des interactions entre l’ADN et la protéine Rad51 humaine, qui est l’acteur clé du processus de recombinaison homologue eucaryote (échange de brins de séquences homologues entre deux molécules d’ADN). Cette protéine polymérise pour former des filaments nucléoprotéiques hélicoïdaux au sein desquels, dans leur conformation « canonique », l’ADN est surétiré et sous-enroulé. La technique de pinces magnétiques utilisée permet de manipuler un filament individuel en exerçant une force et une contrainte de surenroulement aux extrémités de la molécule d’ADN, tout en mesurant son extension bout à bout. Nous avons étudié l’influence de la concentration de la protéine en solution sur la cinétique de formation d’un filament ; nos résultats révèlent que l’élongation du filament procède par un mécanisme de nucléations multiples dont l’étape cinétiquement limitante est la formation d’un oligomère Rad51 impliquant 5 ou 6 monomères. Nous avons également mis au point un protocole permettant d’observer l’échange de brins au sein d’un filament piégé dans les pinces. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés à la dynamique des filaments Rad51-ADN double brin en présence d’une contrainte de torsion. La modification de la réponse force-extension du filament induite par une torsion positive ne peut s’expliquer par un modèle d’élasticité de torsion tel que celui utilisé pour l’ADN double brin seul ; nous proposons un modèle dans lequel, sous un couple de torsion positif, le filament Rad51-ADN subit une transition réversible entre la forme « canonique » et une seconde conformation dans laquelle l’ADN n’est que faiblement étiré et sous-enroulé