Sites de fixation sur le DNA et stabilité de la double hélice

¹ Centre de Recherches sur les Macromolécules, France,
² Institut de Physique biologique, Faculté de Médecine, Strasbourg, France.

Résumé

Pour étudier la stabilisation thermique du DNA par la fixation d’ions ou de colorants en des sites spécifiques, deux méthodes sont proposées :

• 1)

  La première consiste à analyser la dispersion de l’effet hyperchrome pendant la « fusion » du DNA.

• 2)

  Dans la seconde, on suit la désorption en fonction de la température de la molécule liée.

Ces deux méthodes sont appliquées à l’étude des complexes ions-DNA et colorant-DNA. Les ions Ag⁺ et Cu⁺⁺ se fixent sur les hases et spécifiquement sur les plateaux G — C. On observe, par la première méthode, une stabilisation préférentielle de ces paires de bases. Un excès de Cu⁺⁺ provoque, au contraire, une diminution non spécifique de la température de transition.

L’intercalation de la proflavine stabilise la double hélice. La désorption du colorant fait apparaître une température de transition plus élevée que la température de fusion du DNA. Certaines régions sont donc maintenues en double hélice par la présence de molécules de colorant.

On a également étudié la désorption, dans le cas de très faibles quantités de colorant lié, en mesurant les changements d’intensité de fluorescence. Au cours du chauffage, il y a changement de sites pour certaines molécules de colorant. Une analyse détaillée de ce dernier phénomène doit permettre de connaître les sites spécifiques d’intercalation.

Abstract

Two methods are proposed in order to study the thermal stabilization of DNA after binding of ions or dyes in specific sites.

• 1)

  Dispersion analysis of the hyperchromic effect during the melting of DNA.

• 2)

  Desorption with temperature of the bound molecule.

These two methods are applied for studying ion-DNA and dye-DNA complexes.

Silver and copper ions are bound specifically on GC pairs and by the first method a preferential stabilization of GC pairs is observed. In presence of an excess of Cu⁺⁺, the melting temperature decrease for each type of base pairs. Double- stranded helix is stabilized by intercalation of the proflavine. Desorption of the dye is characterized by a transition temperature higher than the melting temperature of DNA. Some regions arc thus maintained double-stranded in presence of dye.

In case of very small quantities of bound dye the desorption was followed by change of fluorescence light intensity. During the increase of temperature, some molecules of dye are migrating in other sites. A detailed analysis of this phenomen makes possible to determine the specific sites of interaction.