Application d’un modèle hybride à l’étude des dommages radio-induits par un faisceau d’électrons sur la molécule d’ADN dans son environnement

Application of a hybrid model in the study of radiation damages by electron’s beam on the molecule of DNA in its environment

¹ Université de Khenchela, Algérie.
² Université de Constantine, Faculté des sciences de l’Ingénieur, Département d’Électronique, Algérie.

Reçu : 9 Août 2007
Accepté : 27 Janvier 2008

Résumé

Cette étude a pour objectif principal de répondre à la question de savoir qui de l’approche de Smoluchowski (loi de diffusion et loi de probabilité) ou de l’équation de diffusion (∂C_i/∂t = D_i∇²C_i + S) est plus appropriée, en termes de facilité de mise en œuvre et de réduction de temps de calcul machine, lorsqu’il s’agit de traiter la phase chimique de diffusion et de réaction des radicaux libres crées 10^-12 seconde après l’irradiation d’un fragment d’ADN linéaire hydraté, par des électrons incidents d’énergie comprise entre 100 eV et 10 keV. Il est tout à fait clair, que cette comparaison repose sur les résultats de la simulation des étapes physique et physico-chimique par la méthode de Monte Carlo du type « au coup par coup ». En effet, deux logiciels relatifs à chaque approche sont mis au point, et nous permettent de déterminer les rendements des principales espèces radiolytiques (e^-_aq, H, OH), les rendements des cassures simple et double brin de la molécule d’ADN. Le temps étant la principale variable, l’énergie des électrons incidents, le degré d’hydratation µ des sous unités de la molécule d’ADN sont utilisés comme paramètres pour accentuer le degré de comparaison des deux méthodes.

Abstract

This study has as a principal objective to answer the question of knowing which approach of Smoluchowski (law of diffusion and law of probability) or equation of diffusion (∂C_i/∂t = D_i∇²C_i + S) is more appropriate, in terms of simplicity of implementation and of reduction of computing time machine, when it is a question of treating the chemical phase of diffusion and of reaction of the free radicals created 10^-12 second after the irradiation of a linear fragment of hydrated DNA, by primary electrons of energy comprised between 100 eV and 10 keV. It is completely clear that this comparison repose on the results of the simulation of the physical and physico-chemical steps by the Monte Carlo method of the type “au coup par coup”. In fact, two codes relating to each approach is developed, and allow us to determine the yields of main radiolytic species (e^-_aq, H, OH), the yields of simple and double strand breaks of the DNA molecule. Time being main variable, the energy of the primary electrons, the degree of hydration µ of the sub units of the DNA molecule are used as parameters to emphasize the degree of comparison of the two methods.