Experimental study of the kinetics of two systems : DNA complexation by the NCp7 protein and probe dynamics in a glassy colloidal suspension

par Piotr Klajner

Thèse de doctorat en Chimie physique

Sous la direction de Jean-Pierre Münch et de Pascal Hebraud.

Soutenue le 11-05-2012

à Strasbourg , dans le cadre de École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg) , en partenariat avec Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) (équipe de recherche) .

Le jury était composé de Philippe Turek.

Les rapporteurs étaient Didier Chatenay, Eric Freyssingeas.

  • Titre traduit

    Etude expérimentale de cinétique de deux systèmes : complexation de l'ADN par la protéine NCp7 et dynamique d'une suspension colloïdale vitreuse


  • Résumé

    Dans la première partie de cette thèse, nous étudions la cinétique de la complexation d'un double brin d'ADN par la protéine NCp7. Pour ce faire, nous étudions l'évolution des propriétés mécaniques de l'ADN au fur et à mesure de sa complexation, en étirant la complexe ADN/NCp7 à l'aide d'un montage de piégeage optique. Nous avons observé que la longueur de persistance du complexe diminue au fur et à mesure de la complexation. En utilisant un modèle statistique décrivant l'évolution de la flexibilité de l'ADN complexé par NCp7. Notre principal résultat est que la fraction//phi de paires de bases ayant réagi n'est pas une fonction linéaire du temps aux faibles //phi. Nous interprétons nos résultats en supposant que l'adsorption de NCp7 sur l'ADN est fortement coopérative. Dans deuxième chapitre, nous décrivons la dynamique de particules sondes dans une suspension vitreuse colloïdale de Laponite. La Laponite est une particule colloïdale discoïdale de 25nm de diamètre et de 0.92 nm d'épaisseur. Nous utilisons une expérience de microscopie en onde évanescente, et suivons le mouvement de particules fluorescentes de latex. Nous imageons ensuite ces particules. Nous montrons que, pour un mouvement possédant une seule échelle de temps caractéristique, elle est simplement une fonction linéaire du temps. Nous obtenons que, quelle que soit leur taille, le mouvement des particules sondes peut être décrit par une succession de deux modes dynamiques, où le mode le plus rapide correspond à la diffusion des particules dans un fluide viscoélastique.


  • Résumé

    In the first part of this thesis, we study the kinetics of the complexation of a double-stranded DNA byNCp7 protein. To do this, we study the evolution of mechanical properties of DNA and its complexation by stretching the DNA/NCp7 complex with a optical trap. We observed that the persistence length of the complex decreases progressively during the complexation. Using astatistical model we describe the evolution of the flexibility of DNA complexed with NCp7. Our main result is that the fraction phi of base pairs that have reacted is not a linear function of time at low phi.We interpret our results assuming that the adsorption of NCp7 on DNA is highly cooperative. In the second chapter, we describe the dynamics of probe particles in a colloidal glassy suspension of Laponite. Laponite is a colloidal discoidal particle of 25 nm in diameter and 0.92 nm thick. We take advantage of evanescent wave microscopy, and follow the movement of fluorescent latex particles.Then we image these particles. We show that for a movement that has a single characteristic time scale, it is simply a linear function of time. We find that, what ever their size, the motion of probe particles can be described by a succession of two dynamic modes, where the fastest mode corresponds to the diffusion of particles in a viscoelastic fluid.


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