Et hold forskere fra University of Surrey har vist, at hydrogenatomerne, der binder de to strenge af DNA-molekylet mellem
To strenge af DNA-dobbelthelixen er forbundethydrogenbindinger - protoner (brintatomernes kerner) holder molekylets dele sammen som lim. Normalt følger de fire baser af DNA (A, C, T og G) strenge regler: Adenin binder altid til thymin, og cytosin binder altid til guanin. Denne forbindelse opretholdes af formen af proteinerne, som passer sammen som brikker af et puslespil i et puslespil, bemærker forskerne.
I deres arbejde har videnskabsmænd vist, at cellulæremiljøet får protonerne, der opfører sig som udbredende bølger, til at blive termisk aktiveret og overvinde energibarrieren. Undersøgelsen viste, at protoner bevæger sig kontinuerligt og meget hurtigt mellem de to kæder. Som et resultat, når DNA er opdelt i separate strenge, er nogle af protonerne på den forkerte side, hvilket fører til en fejl, siger forfatterne til værket.
Protoner i DNA kan tunnelere medhydrogenbindinger i DNA og modificerer de baser, der koder for genetisk information. Modificerede baser kaldes "tautomerer" og kan overleve DNA-spaltning og replikation, hvilket forårsager "transkriptionsfejl" eller mutationer.
Louis Slocombe, professor ved Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center ved University of Surrey og medforfatter af undersøgelsen
Forskerne bemærker, at indflydelsen af kvanteeffekter på interaktionen mellem DNA-elementer blev forudsagt af Crick og Watson i midten af forrige århundrede.Men indtil nu har ingen været i stand til at bekræfte disse virkninger.Derudover siger forfatterne af det nye arbejde, at denne ændring af forbindelserne mellem DNA-strenge er meget mere almindelig end tidligere antaget.Protoner kan let hoppe fra deres sædvanlige sted på den ene side af energibarrieren og lande på den anden side.
"Biologer forventer generelt, at det er tilfældet med tunneleringspiller kun en væsentlig rolle ved lave temperaturer og i relativt simple systemer. Derfor tog de generelt ikke højde for kvanteeffekter i DNA. Vi mener, at vi i vores undersøgelse har bevist, at disse antagelser er forkerte,” siger Dr. Marco Sacchi, medforfatter til undersøgelsen fra University of Surrey.
Læs mere:
Se på den "støjsvage" drone med en ny generation af ionfremdrift
Øverste trins motor af GLONASS raket eksploderede i kredsløb om Jorden
Forskere foreslår at revidere grundlaget for kvantefysik og vise, hvor de ikke virker