Tým vědců z University of Surrey prokázal, že atomy vodíku spojující dvě vlákna molekuly DNA mezi
Dvě vlákna dvoušroubovice DNA jsou spojenavodíkové vazby - protony (jádra atomů vodíku) drží části molekuly pohromadě jako lepidlo. Normálně se čtyři báze DNA (A, C, T a G) řídí přísnými pravidly: adenin se vždy váže na thymin a cytosin se vždy váže na guanin. Tato konektivita je udržována tvarem proteinů, které do sebe zapadají jako kousky skládačky ve skládačce, poznamenávají vědci.
Vědci ve své práci prokázali, že buněčnáprostředí způsobí, že protony, které se chovají jako šířící se vlny, jsou tepelně aktivovány a překonávají energetickou bariéru. Studie prokázala, že protony se mezi těmito dvěma řetězci pohybují nepřetržitě a velmi rychle. Výsledkem je, že když je DNA rozdělena do samostatných vláken, některé protony jsou na špatné straně, což vede k chybě, říkají autoři práce.
Protony v DNA mohou tunelovatvodíkové vazby v DNA a modifikují báze, které kódují genetickou informaci. Modifikované báze se nazývají „tautomery“ a mohou přežít štěpení a replikaci DNA, což způsobuje „chyby transkripce“ nebo mutace.
Louis Slocombe, profesor na Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center na University of Surrey a spoluautor studie
Vědci poznamenávají, že vliv kvantúčinky na interakci prvků DNA předpověděli Crick a Watson v polovině minulého století. Tyto účinky ale zatím nikdo nedokázal potvrdit. Autoři nové práce navíc říkají, že taková úprava vazeb mezi řetězci DNA je mnohem častější, než se dosud myslelo. Protony mohou snadno vyskočit ze svého normálního umístění na jedné straně energetické bariéry a přistát na druhé straně.
„Biologové obecně očekávají, že tunelování budehrají významnou roli pouze při nízkých teplotách a v relativně jednoduchých systémech. Proto obecně nebrali v úvahu kvantové efekty v DNA. Věříme, že v naší studii jsme dokázali, že tyto předpoklady jsou mylné,“ říká doktor Marco Sacchi, spoluautor studie z University of Surrey.
Přečtěte si více:
Podívejte se na „tichý“ dron s novou generací iontového pohonu
Motor horního stupně rakety GLONASS explodoval na oběžné dráze Země
Vědci navrhují revidovat základy kvantové fyziky a ukázat, kde nefungují