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Posté par Redbran le Vendredi 29/12/2017 à 12:00
Interaction ADN/électron: des réactions ultra-rapides visualisées pour la première fois
Une équipe du Laboratoire de Chimie Physique (CNRS/Université Paris-Sud) en partenariat avec l'Université d'Oakland vient d'élucider une des réactions ultrarapides résultant de l'exposition de l'ADN à un rayonnement ionisant, en milieu aqueux. Grâce à une technique sophistiquée alliant impulsion et sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace...), les chercheurs ont pu observer qu'un électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un...) libéré par le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) peut, avant de s'hydrater, s'attacher à la base de l'ADN, sans la dissocier et mille fois plus vite qu'un électron hydraté.

Les rayonnements ionisants de grande énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) endommagent l'ADN. Ils libèrent des électrons qui, après avoir perdu leur énergie, entrent en interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) avec l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et se solvatent en quelques centaines de femtosecondes (10-15 s). Les réactions de cet électron hydraté avec les bases de l'ADN sont bien connues. Dans ces travaux, les chercheurs se sont intéressés aux réactions ultrarapides de l'électron avant même son hydratation (L'hydratation désigne plusieurs phénomènes liés à l'eau.). Pour cela, ils ont mené des expériences sur des solutions aqueuses concentrées d'adénine, de guanine, de cytosine et de thymine, les quatre bases de l'ADN, isolément. Après avoir bombardé la base avec un accélérateur pulsé d'électrons, ils ont observé l'évolution du spectre d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.). Rapidement, les résultats ont infirmé l'hypothèse de "l'attachement dissociatif" où l'électron aurait cassé la base en s'y attachant. Au contraire, les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) ont montré que l'électron excédentaire, avant hydratation, s'attache sur la base de l'ADN sans la dissocier, pour former un anion, de la même façon que l'électron hydraté mais mille fois plus rapidement. Les chercheurs sont allés jusqu'à préciser que cette réaction de réduction ultrarapide présente une cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la...) pour les quatre bases.


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Une autre série d'expériences a révélé que l'ajout de phosphates dans les solutions freine le processus d'hydratation de l'électron, augmentant le rendement de l'attachement de l'électron sur les bases d'ADN.
Ces repères expérimentaux pourront à l'avenir être intégrés aux modélisations théoriques des réactions des électrons, avant et après hydratation, avec les bases d'ADN.

Référence publication:
Jun Ma, Furong Wang, Sergey A. Denisov, Amitava Adhikary, Mehran Mostafavi
Reactivity of Prehydrated Electrons towards Nucleobases and Nucleotides in Aqueous Solution
Science Advances - Décembre 2017

Contact chercheur:
Mehran Mostafavi, LCP UMR 8000, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Paris-Sud

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Source et illustration: CNRS-INC
 
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