Propriétés électriques non-linéaires des solutions d'ADN

¹ Laboratoire de Chimie biologique, Université Claude Bernard Lyon I, 43, boulevard du 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France.
² Laboratoire de Biophysique, UER Médicale et Biologique 74, rue Marcel Cachin, 93000 Bobigny, France.

Résumé

Les solutions d'ADN présentent des propriétés électriques non-linéaires. Le courant d'harmonique l_h, qui apparaît lorsqu'un champ électrique sinusoïdal est appliqué, est étudié en fonction de différents paramètres. l_h est directement proportionnel à la concentration et à la masse moléculaire. Il décroît brutalement en présence de l'ion Ag⁺ et de cations divalents, lorsque la force ionique est augmentée et lorsqu'une dénaturation de la structure bihélicoidale de l'ADN apparaît.

L'interprétation initiale basée sur l'orientation moléculaire ne peut s'appliquer à ces résultats et l'hypothèse d’une variation de conformation sous l'influence du champ électrique est envisagée.

Abstract

Non linear electric properties can give rise to harmonic currents and DNA solutions are shown to present such a behaviour. This property is measured through the third harmonic current intensity. l_h, which appears when the solution is placed in a sinusoidal electric field of moderately high strength. The influence of different parameters has been examined: fundamental frequency, field strength, concentration, molecular weight, conformation, ionic strength and counterions binding.

The harmonic current is linearly proportional to the concentration up to high concentration (400 mg.l^–1) and to the molecular weight for [Math] > 7.10⁵.

l_h sharply decreases with Ag⁺ and divalent cations, when the ionic strength increases, and when a denaturation of the double stranded DNA molecule occurs. These results show that the harmonic current is not related to an orientational phenomenon and another explanations of non linear DNA properties are discussed. An hypothesis based on the electrical deformation of the molecule is suggested.