ADN et longueur de Debye

[julien_4230]

Bonjour à tous,

J'ai fait un petite calcul vite-fait : la longueur de Debye associée à un électrolyte type milieu intracellulaire est de l'ordre de m.

Puis-je ainsi affirmer (avec un intervalle de confiance associé, j'épargne les détails d'approximation !!) que la chromatine (ADN chargée - + histones chargés +, admettant que le tout soit globalement neutre, mais charges réparties non uniformément) constitue un système sans interaction avec son environnement au delà d'environ m, et que donc n'est nullement influencée par les charges qui l'environnent ?

Sincèrement,
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[LPFR]

Bonjour.
À mon avis, les charges de la molécule sont entourées par des ions de l'électrolyte de charge opposé.
Au revoir.

[julien_4230]

Oui. Cela, me semble-t-il, ne répond point à ma question.

Les ions de charges + et - entourent la chromatine, mais le fait que la longueur de Debye soit très faible (devant les dimensions de la chromatine, 30 nm de largueur) impliquerait-elle une quasi non-influence quant au mouvement brownien de la chaîne dans le solvant ?

Je vais poser un autre problème : lorsqu'un coeur de nucléosome s'apprête à se fixer sur l'ADN pour former le nucléosome, la très faible longueur de Debye implique-t-elle que l'on puisse négliger l'influence des ions de l'électrolyte sur la fixation de ce coeur ?

Merci.

[LPFR]

Bonjour.
Je pense que la faible longueur de Debye est une conséquence de l'écrantage des charges par les ions.

Je ne suis pas qualifie pour répondre à la deuxième question. Je pense néanmoins que lors de la fixation, les ions "s'effacent" à l'endroit du contact. Mais c'est de la devinette.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gatsu]

Bonjour à tous,

J'ai fait un petite calcul vite-fait : la longueur de Debye associée à un électrolyte type milieu intracellulaire est de l'ordre de m.

Puis-je ainsi affirmer (avec un intervalle de confiance associé, j'épargne les détails d'approximation !!) que la chromatine (ADN chargée - + histones chargés +, admettant que le tout soit globalement neutre, mais charges réparties non uniformément) constitue un système sans interaction avec son environnement au delà d'environ m, et que donc n'est nullement influencée par les charges qui l'environnent ?

Sincèrement,

Salut,

La longueur de Debye correspondant aux conditions dites physiologiques est plutot de l'ordre du nanomètre que de l'Angstrom. D'ailleurs à ma connaissance, on ne sais pas mesurer la force ionique dans le noyau, c'est tellement le bord..l là dedans.

Ensuite ton hypothèse sur la neutralité de l'ensemble m'étonne un peu. La fibre de chromatine est très chargée négativement à cause des deux tours d'ADN que tu as par nucléosome.

Evidemment, si la distance à la fibre est de l'ordre de plusieurs longueurs de Debye alors l'interaction électrostatique est quasiment inexistante ou du reste, comparable à l'interaction de vdW par exemple.

Il faut quand même faire attention car en fonction de la géométrie de ta fibre (structure genre polymère ou structure plutot type phase smectique que j'imaginerai du coup planaire) d'autres longueurs caractéristiques électrostatiques apparaissent dans le problème et la physique du système dépend de façon parfois non triviale des comparaisons entre toutes ces longueurs caractéristiques.

[julien_4230]

Bonjour,

Merci bien de vos réponses ! Le calcul a été effectué à partir de données disponibles sur wikipedia :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_de_repos

Je sais bien que la source n'est pas super, mais, franchement, je n'ai pas trouvé mieux !

Je m'apperçois qu'effectivement la question est plus difficile que ce que j'avais pensé. Je pensais que la longueur de Deby n'était pas un paramètre pertinent, si on imagine le coeur du nucléosome venir se fixer à l'ADN, car il y a trop plein d'autres phénomènes qui se produisent - réaction enzymatique notamment -, qui sont liés à cette fixation. J'avais raison dans la mesure où, selon mon calcul, cette longueur est trop faible.

Je comprends qu'il faut considérer autre chose, mais j'ai fait un modèle ultra simplifié de la fixation du coeur sur l'ADN, qui ne prend pas a priori en compte les activités enzymatiques. Ce modèle avait pour but de calculer la différence de temps moyen de fixation d'un coeur sur l'ADN, différence entre deux modèles opposés.
Je trouve des résultats très conformes aux prévisions, mais je voulais m'assurer des conditions de validité de ce tel modèle.

Sincèrement,

[gatsu]

Bonjour,

Merci bien de vos réponses ! Le calcul a été effectué à partir de données disponibles sur wikipedia :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_de_repos

Ok merci pour cet update. Je vois que ce que j'appelle concentration physiologique est la concentration extracellulaire...peut être pas hyper pertinente pour un problème avec de l'ADN. Cela étant, je maintiens que la concentration ionique dans le noyau a toutes les chances d'être supérieure à la concentration moyenne intracellulaire (de l'ordre du 10eme de la concentration extracellulaire) notamment à cause de tous les contre-ion de l'ADN.
Par ailleurs, si tu as utilisé les données intracellulaire du tableau pour ton calcul tu aurais quand même dû trouvé un truc de l'ordre du nanomètre quand même et pas de l'angstrom.

Je m'apperçois qu'effectivement la question est plus difficile que ce que j'avais pensé. Je pensais que la longueur de Deby n'était pas un paramètre pertinent, si on imagine le coeur du nucléosome venir se fixer à l'ADN, car il y a trop plein d'autres phénomènes qui se produisent - réaction enzymatique notamment -, qui sont liés à cette fixation. J'avais raison dans la mesure où, selon mon calcul, cette longueur est trop faible.

Je ne vois pas exactement ce que tu cherches à faire ou à dire mais je vois mal comment la charge n'aurait rien à voir avec la fixation des histones sur l'ADN.

[julien_4230]

si tu as utilisé les données intracellulaire du tableau pour ton calcul tu aurais quand même dû trouvé un truc de l'ordre du nanomètre quand même et pas de l'angstrom.

Eh bien non ! Remarque qu'il y a une grande imprécision sur "protéines anioniques"... Mais je peux lui mettre une covalance de 1 à 10, cela ne change pas l'ordre de grandeur. De plus, si les concentrations sont plus élevés, la longueur de Debye diminue...

Je ne vois pas exactement ce que tu cherches à faire ou à dire mais je vois mal comment la charge n'aurait rien à voir avec la fixation des histones sur l'ADN.

Je parle de charge des solutés, pas de la chromatine. Cette dernière est, me semble-t-il, implicatrice d'effets physiques (életrostatique, ...) beaucoup trop importants, de sorte à négliger les effets liés à la longueur de Debye (en plus très petite).

Qu'en pensez-vous ?

[gatsu]

Eh bien non ! Remarque qu'il y a une grande imprécision sur "protéines anioniques"... Mais je peux lui mettre une covalance de 1 à 10, cela ne change pas l'ordre de grandeur. De plus, si les concentrations sont plus élevés, la longueur de Debye diminue...

Je ne suis pas certain que tu puisses incorporer les protéines anioniques dans ton calcul de la longueur de Debye. Ce sont certes des solutés mais des milliers de fois plus gros qu'un ion standard et donc de taille supérieure au nanomètre. Ne serait-ce qu'à cause de ça leur temps de réponse est beaucoup plus lent que celui des ions et leur prise en compte dans la longueur de Debye dépend au moins des échelles spatiales et temporelles considérées.
J'ajouterais que pour des raisons d'autoconsistence de ton raisonnement, il faut nécéssairement que la longueur de Debye que tu calcules soit plus grande que la taille typique des solutés chargés qui y contribuent...ce qui n'est pas le cas dans les valeurs que tu donnes.

Je parle de charge des solutés, pas de la chromatine. Cette dernière est, me semble-t-il, implicatrice d'effets physiques (életrostatique, ...) beaucoup trop importants, de sorte à négliger les effets liés à la longueur de Debye (en plus très petite).

Qu'en pensez-vous ?

Je suis désolé je ne comprends toujours pas ce que tu dis. Peut être pourrais tu préciser un peu plus la question à laquelle tu essaies de répondre, ce que tu cherches à modéliser etc...

Sinon, juste pour être clair, tu ne peux pas faire d'électrostatique en solution avec sel sans parler de longueur de Debye.