Et team av forskere fra University of Surrey har vist at hydrogenatomene som forbinder de to trådene i et DNA-molekyl mellom
To tråder av DNA-dobbelthelixen koblet sammenhydrogenbindinger - protoner (kjernene til hydrogenatomer) holder delene av molekylet sammen som lim. Normalt følger de fire basene av DNA (A, C, T og G) strenge regler: adenin binder seg alltid til tymin, og cytosin binder seg alltid til guanin. Slik tilkobling opprettholdes av formen på proteinene, som passer sammen som biter av et puslespill i et puslespill, bemerker forskerne.
I sitt arbeid har forskere vist at cellulæremiljøet gjør at protonene, som oppfører seg som forplantende bølger, blir termisk aktivert og overvinner energibarrieren. Studien viste at protoner beveger seg kontinuerlig og veldig raskt mellom de to kjedene. Som et resultat, når DNA deles i separate tråder, er noen av protonene på feil side, noe som fører til en feil, sier forfatterne av arbeidet.
Protoner i DNA kan tunnelereshydrogenbindinger i DNA og modifiserer basene som koder for genetisk informasjon. Modifiserte baser kalles "tautomerer" og kan overleve DNA-spaltning og replikasjon, og forårsake "transkripsjonsfeil" eller mutasjoner.
Louis Slocombe, professor ved Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center ved University of Surrey og medforfatter av studien
Forskere bemerker at påvirkningen av kvanteeffekter på samspillet mellom DNA-elementer ble spådd av Crick og Watson i midten av forrige århundre. Men så langt har ingen vært i stand til å bekrefte disse effektene. I tillegg sier forfatterne av det nye verket at slik modifisering av bindingene mellom DNA-tråder er mye mer vanlig enn tidligere antatt. Protoner kan enkelt hoppe fra sin normale plassering på den ene siden av energibarrieren og lande på den andre siden.
"Biologer forventer generelt at tunnelering vil være detspiller en betydelig rolle bare ved lave temperaturer og i relativt enkle systemer. Derfor tok de generelt ikke hensyn til kvanteeffekter i DNA. Vi mener at i vår studie har vi bevist at disse antakelsene er feil, sier Dr. Marco Sacchi, medforfatter av studien fra University of Surrey.
Les mer:
Se på den "stille" dronen med en ny generasjon ionefremdrift
Øvre trinns motor til GLONASS-raketten eksploderte i jordbane
Forskere foreslår å revidere grunnlaget for kvantefysikk og vise hvor de ikke fungerer