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Concept
Dénaturation de l'ADN
Résumé
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 nucléiques 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,...
Contrairement à la dénaturation des protéines, celle de l'ADN est parfaitement 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 facilement suivie par spectroscopie d'absorption UV à 260 nm grâce à l'existence d'un effet hyperchrome. Le coefficient d'extinction molaire ε de la molécule est augmenté d'un facteur environ 1,4 au cours de la transition double brin → simple brin. Ceci est dû au changement d'environnement des bases de l'ADN qui passent d'un état empilé dans le duplex à un état désordonné, exposé au solvant aqueux dans le simple brin.
La stabilité du duplexe formé par deux chaînes d'ADN associées en double hélice est due à la somme de quatre effets antagonistes :
La répulsion électrostatique directement liée à la présence de charges négatives tout le long de chaque molécule (phosphate), qui est déstabilisante pour la double hélice d'ADN ;
Les interactions résultant des liaisons hydrogène (interactions dipole-dipole) entre les bases de chaque paire, qui stabilisent l'ADN natif ;
Les interactions d'empilement entre les bases (forces de van der Waals) ;
Les interactions avec le solvant aqueux et les ions présents dans la solution (effet hydrophobe) qui favorisent le masquage des faces hydrophobes de bases.
Le pH, la force ionique (contribution des ions), l'activité de l'eau (Aw) peuvent moduler la force de répulsion.
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