Dénaturation de l'ADN

La dénaturation de l'ADN, ou fonte de l'ADN, est un processus qui conduit à transformer un double brin d'ADN en deux simples brins, en rompant les liaisons hydrogène entre les bases azotées des deux chaînes complémentaires de l'ADN.



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Liaison chimique - Chimie générale - Réaction chimique - Acide nucléique - ADN

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  • Dénaturation thermique de l'ADN Le chauffage d'une solution d" ADN provoque sa... des forces d'empilement des bases et l'entrée en contact avec le solvant.... (source : books.google)

La dénaturation de l'ADN, ou fonte de l'ADN, est un processus qui conduit à transformer un double brin d'ADN en deux simples brins, en rompant les liaisons hydrogène entre les bases azotées des deux chaînes complémentaires de l'ADN.

Cette dénaturation peut être réalisée in vitro en soumettant l'ADN à tout agent chimique ou physique capable de déstabiliser les liaisons hydrogène, comme le pH, la température, certains solvants, des concentrations ioniques élevées, des agents alcalins, ...

Au contraire de la dénaturation des protéines, celle de l'ADN est idéalement réversible, lors d'un retour suffisamment lent aux conditions initiales : les bases se réapparient naturellement. C'est la renaturation, ré-association des deux brins de l'ADN qui se recombinent en une seule molécule bicaténaire.

La dénaturation peut être aisément suivie par spectroscopie à 260 nm de par l'existence d'un effet hyperchrome. La cœfficient d'absorption ε de la molécule est augmenté d'un facteur à peu près 1, 4 au cours de la transition double brin → simple brin.

Paramètres influant la dénaturation

La stabilité du duplexe constitué par deux chaînes d'ADN associées en double hélice est due la somme de trois forces antagonistes :

Le pH, la force ionique (contribution des ions), l'activité de l'eau (Aw) peuvent moduler la force de répulsion. Le cœfficient de Chargaff (%GC), la longueur de la molécule, la présence d'agents dénaturants tels que l'urée, le formamide, influe sur la force de stabilisation des liaisons hydrogènes.

La mesure de la température de fusion Tm (de l'anglais temperature of melting) est un bon moyen de résumer l'influence des divers paramètres cités sur la stabilité de l'ADN :

}

Dénaturation par hausse de la température

La température à laquelle la moitié des molécules d'ADN est dénaturée est nommée température de fusion moléculaire. On peut suivre ce processus de dénaturation de manière spectroscopique et mesurer la température de fusion, grâce à l'effet hyperchrome. Ce dernier correspond à une augmentation de l'absorption dans l'UV lors du passage duplex → simple brin.

Quand la température retombe, les chaînes complémentaires se réassocient deux par deux avec réapparition des liaisons H. La composition nucléotidique de la chaine a un effet sur la température de fusion : des chaînes contenant énormément de bases C et G (impliquant 3 liaisons H entre les nucléotides en vis-à-vis sur les deux brins) seront plus complexes à dénaturer que des chaines contenant plus de bases A et T (2 liaisons).

La dénaturation de l'ADN peut se faire avec un thermocycleur.

Voir aussi

Si le paramètre (ci-dessous) augmente il augmente : il stabilise l'ADN et augmente la T m?
le cœff de chargaff %GC le nombre de LH oui
le pH qui ionise les phosphates la force de répulsion électrostatique non -> dénaturant
la concentration en cation, force ionique neutralise les charges oui -> effet stabilisant
la concentration en urée, formamide compétiteur des LH entre bases non -> dénaturant
la concentration en ADN, Activité de l'eau affecte la constante diélectrique oui -> effet stabilisant
la longueur de la molécule d'ADN le nombre de zones riches en GC oui -> effet stabilisant

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