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Posté par Michel le Jeudi 24/03/2011 à 00:00
Lumière sur l'interaction entre les rayons UVA et l'ADN
Les rayons ultra-violets A (UVA) sont connus aujourd'hui pour provoquer des cancers de la peau. Les premières informations sur la façon dont les UVA agissent directement sur l'ADN sont révélées par une équipe CNRS du Laboratoire Francis Perrin (CNRS/CEA-Iramis, à Saclay), en collaboration avec un laboratoire du CEA-Inac, à Grenoble. L'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...) entre UVA et ADN résulte d'un comportement collectif des bases de la double hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.) d'ADN qui conduit à des lésions chimiques pouvant induire des mutations cancérigènes. Ces travaux ont été publiés en ligne le 18 mars 2011 dans le Journal of the American Chemical Society.

Les rayons ultra-violets A (UVA) (1) représentent plus de 95% du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) UV solaire qui atteint la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus...). Ces UVA sont aujourd'hui connus pour engendrer des cancers de la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) dûs à des mutations cancérigènes provoquées par des altérations chimiques des bases de l'ADN (adénine, thymine, guanine, cytosine). La modification chimique la plus importante correspond à la dimérisation des thymines: deux thymines proches l'une de l'autre sur l'ADN s'associent pour former une nouvelle entité, appelée "dimère de cyclobutane".

Une équipe CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) du Laboratoire Francis Perrin (CNRS/CEA), en collaboration avec des chercheurs du laboratoire Lésions des Acides Nucléiques du CEA, s'est intéressée aux toutes premières étapes de la formation de telles lésions chimiques. Ils publient la toute première étude décrivant des effets physicochimiques, en amont des effets biologiques, du rayonnement UVA sur de l'ADN modèle. Les physico-chimistes ont examiné le comportement d'une double hélice d'ADN synthétique (formée uniquement de paires adénine-thymine) vis-à-vis des photons UVA. Ils ont ensuite comparé son comportement avec celui des deux simples brins complémentaires (constitués uniquement de thymines ou uniquement d'adénines).

Résultat: la capacité de l'ADN à absorber des photons UVA résulte d'un comportement collectif de ses bases. Etudiées individuellement, les bases de l'ADN (dont la thymine), sont "transparentes" aux UVA. Mais dans cette étude, les scientifiques ont montré que l'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...) des rayons UVA augmente sensiblement suite à l'appariement des deux simples brins pour former une double hélice. De plus, la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un évènement. En mathématiques, l'étude des probabilités est un sujet de grande importance...) qu'un photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées...) UVA absorbé conduise à la formation des cyclobutanes est au moins dix fois plus élevée dans le cas d'un double brin que pour un simple brin. Ces différences s'expliqueraient par des changements de la structure électronique des bases induits par les photons UVA. Suite à l'absorption d'un photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction...), la nouvelle configuration électronique adoptée par l'ADN, appelée état excité, persiste plus longtemps pour un double brin que pour les simples brins complémentaires. Les thymines ont alors plus de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) à leur disposition pour subir des altérations définitives.

Reste désormais à étendre ces études expérimentales à des séquences d'ADN plus complexes, semblables à l'ADN naturel. Les enjeux en termes de santé publique (La santé publique peut être définie de diverses manières. On peut en effet la présenter comme « l'étude, d'une part, des...) sont majeurs d'autant que la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe...) d'UVA qui nous parvient est très importante comparée aux rayons UVB (représentant moins de 5% des rayons ultraviolets atteignant la surface de la Terre) et que ces mêmes UVA sont encore largement utilisés dans les centres de bronzage (Le mécanisme du bronzage est un processus de défense de la peau, sous l'action du rayonnement ultraviolet, qui se traduit par l'assombrissement...).


Note:

(1) La gamme des rayons UV est subdivisée en UVA (photons dont les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde transporte...) sont comprises entre 400 et 315 nm (nanomètres ou milliardième de mètres)), UVB (315-280 nm) et UVC (280-100 nm). Si une partie des UVB solaires sont filtrés par l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), les UVC solaires sont eux complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur...) filtrés par la couche d'ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes d’oxygène (O3). Sa structure est une résonance entre trois états. Métastable aux conditions ambiantes, l’ozone...) de l'atmosphère et n'atteignent donc pas théoriquement la surface de la Terre.


Références:

Base Pairing Enhances Fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut servir à...) and Favors Cyclobutane Dimer Formation Induced upon Absorption of UVA Radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par...) by DNA, Akos Banyasz, Ignacio Vaya, Pascale Changenet-Barret, Thomas Gustavsson, Thierry Douki et Dimitra Markovitsi ?Journal of the American Chemical Society, 18 mars 2011.


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Source: CNRS
 
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