يتسبب تأثير النفق الكمي في حدوث طفرات جينية عفوية

أظهر فريق من العلماء من جامعة ساري أن ذرات الهيدروجين التي تربط بين شريطي جزيء DNA بينهما

أنفسهم، نفق مستمر، بسرعة كبيرةالانتقال من شريط من جزيء إلى آخر. وهذا التأثير، بحسب مؤلفي الدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications Physics، هو الذي يؤدي إلى طفرات جينية عفوية.

تم توصيل خيطين من الحلزون المزدوج للحمض النوويروابط الهيدروجين - البروتونات (نوى ذرات الهيدروجين) تمسك أجزاء الجزيء معًا مثل الغراء. عادةً ما تتبع القواعد الأربعة للحمض النووي (A و C و T و G) قواعد صارمة: يرتبط الأدينين دائمًا بالثيمين ، بينما يرتبط السيتوزين دائمًا بالجوانين. لاحظ الباحثون أن هذا الاتصال يتم الحفاظ عليه من خلال شكل البروتينات ، التي تتلاءم معًا مثل قطع اللغز في أحجية الصور المقطوعة.

في عملهم ، أظهر العلماء أن الخلويةتتسبب البيئة في تنشيط البروتونات ، التي تتصرف مثل موجات الانتشار ، حرارياً وتتغلب على حاجز الطاقة. أظهرت الدراسة أن البروتونات تتحرك بشكل مستمر وبسرعة كبيرة بين السلسلتين. نتيجة لذلك ، عندما ينقسم الحمض النووي إلى سلاسل منفصلة ، فإن بعض البروتونات تكون في الجانب الخطأ ، مما يؤدي إلى حدوث خطأ ، كما يقول مؤلفو العمل.

يمكن للبروتونات في الحمض النووي أن تنفق على طولالروابط الهيدروجينية في الحمض النووي وتعديل القواعد التي ترمز للمعلومات الجينية. تسمى القواعد المعدلة "tautomers" ويمكن أن تنجو من انقسام وتكاثر الحمض النووي ، مما يسبب "أخطاء نسخية" أو طفرات.

لويس سلوكومب ، الأستاذ في مركز تدريب الدكتوراه في بيولوجيا الكم Leverhulme في جامعة سوري والمؤلف المشارك للدراسة

لاحظ الباحثون أن تأثير الكموقد تنبأ كريك وواتسون بالتأثيرات على تفاعل عناصر الحمض النووي في منتصف القرن الماضي. لكن حتى الآن لم يتمكن أحد من تأكيد هذه التأثيرات. بالإضافة إلى ذلك، يقول مؤلفو العمل الجديد إن مثل هذا التعديل في الروابط بين خيوط الحمض النووي أكثر شيوعًا مما كان يُعتقد سابقًا. يمكن للبروتونات أن تقفز بسهولة من موقعها الطبيعي على أحد جانبي حاجز الطاقة وتهبط على الجانب الآخر.

"يتوقع علماء الأحياء عمومًا أن يكون حفر الأنفاق كذلكتلعب دورًا مهمًا فقط في درجات الحرارة المنخفضة وفي الأنظمة البسيطة نسبيًا. لذلك ، لم يأخذوا في الاعتبار التأثيرات الكمية في الحمض النووي. يقول الدكتور ماركو ساكي ، المؤلف المشارك للدراسة من جامعة ساري: "نعتقد أننا في دراستنا أثبتنا أن هذه الافتراضات خاطئة".

قراءة المزيد:

انظر إلى الطائرة بدون طيار "الصامتة" مع جيل جديد من الدفع الأيوني

انفجر محرك المرحلة العليا لصاروخ GLONASS في مدار حول الأرض

يقترح العلماء مراجعة أسس فيزياء الكم وإظهار الأماكن التي لا تعمل فيها