Zespół naukowców z Uniwersytetu w Surrey wykazał, że atomy wodoru łączące dwie nici cząsteczki DNA pomiędzy
Dwie nici podwójnej helisy DNA połączonewiązania wodorowe - protony (jądra atomów wodoru) łączą ze sobą części cząsteczki jak klej. Zwykle cztery zasady DNA (A, C, T i G) podlegają ścisłym regułom: adenina zawsze wiąże się z tyminą, a cytozyna zawsze wiąże się z guaniną. Ta łączność jest utrzymywana przez kształt białek, które pasują do siebie jak elementy układanki, zauważają naukowcy.
W swojej pracy naukowcy wykazali, że komórkowaśrodowisko powoduje, że protony, które zachowują się jak rozchodzące się fale, są aktywowane termicznie i pokonują barierę energetyczną. Badanie wykazało, że protony poruszają się w sposób ciągły i bardzo szybko między dwoma łańcuchami. W rezultacie, gdy DNA jest podzielone na oddzielne nici, niektóre protony znajdują się po niewłaściwej stronie, co prowadzi do błędu, twierdzą autorzy pracy.
Protony w DNA mogą tunelować wzdłużwiązania wodorowe w DNA i modyfikowanie zasad kodujących informację genetyczną. Zmodyfikowane zasady nazywane są „tautomerami” i mogą przetrwać cięcie DNA i replikację, powodując „błędy transkrypcyjne” lub mutacje.
Louis Slocombe, profesor w Centrum Szkolenia Doktorantów Biologii Kwantowej Leverhulme na Uniwersytecie Surrey i współautor badania
Naukowcy zauważają, że wpływ kwantowywpływ na interakcję elementów DNA przewidzieli Crick i Watson w połowie ubiegłego wieku. Jednak jak dotąd nikt nie był w stanie potwierdzić tych efektów. Ponadto autorzy nowej pracy twierdzą, że taka modyfikacja wiązań między niciami DNA jest znacznie częstsza, niż wcześniej sądzono. Protony mogą z łatwością wyskoczyć ze swojego normalnego położenia po jednej stronie bariery energetycznej i wylądować po drugiej stronie.
„Biolodzy na ogół oczekują, że tunelowanie będzieodgrywają znaczącą rolę tylko w niskich temperaturach i w stosunkowo prostych układach. Dlatego generalnie nie brali pod uwagę efektów kwantowych w DNA. Wierzymy, że w naszym badaniu udowodniliśmy, że te założenia są błędne – mówi dr Marco Sacchi, współautor badania z University of Surrey.
Czytaj więcej:
Spójrz na „cichego” drona z napędem jonowym nowej generacji
Silnik górnego stopnia rakiety GLONASS eksplodował na orbicie okołoziemskiej
Naukowcy proponują zrewidowanie podstaw fizyki kwantowej i pokazanie, gdzie one nie działają