Ett team av forskare från University of Surrey har visat att väteatomerna som binder de två strängarna av DNA-molekylen mellan
Två strängar av DNA-dubbelhelixen anslutnavätebindningar - protoner (väteatomernas kärnor) håller ihop molekylens delar som lim. Normalt följer de fyra baserna av DNA (A, C, T och G) strikta regler: adenin binder alltid till tymin och cytosin binder alltid till guanin. Sådan anslutning upprätthålls av formen på proteinerna, som passar ihop som pusselbitar i ett pussel, konstaterar forskarna.
I sitt arbete har forskare visat att celluläramiljön gör att protonerna, som beter sig som fortplantande vågor, aktiveras termiskt och övervinner energibarriären. Studien visade att protoner rör sig kontinuerligt och mycket snabbt mellan de två kedjorna. Som ett resultat, när DNA delas i separata strängar, är några av protonerna på fel sida, vilket leder till ett fel, säger författarna till arbetet.
Protoner i DNA kan tunnla medvätebindningar i DNA och modifierar baserna som kodar för genetisk information. Modifierade baser kallas "tautomerer" och kan överleva DNA-klyvning och replikering, vilket orsakar "transkriptionsfel" eller mutationer.
Louis Slocombe, professor vid Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center vid University of Surrey och medförfattare till studien
Forskarna noterar att kvanteffekternas inverkan på interaktionen mellan DNA-element förutspåddes av Crick och Watson i mitten av förra seklet.Men hittills har ingen kunnat bekräfta dessa effekter.Dessutom säger författarna till det nya arbetet att denna modifiering av kopplingarna mellan DNA-strängar är mycket vanligare än man tidigare trott.Protoner kan lätt hoppa från sin vanliga plats på ena sidan av energibarriären och landa på andra sidan.
"Biologer förväntar sig generellt sett att det är tunnlarspelar en betydande roll endast vid låga temperaturer och i relativt enkla system. Därför tog de i allmänhet inte hänsyn till kvanteffekter i DNA. Vi tror att vi i vår studie har bevisat att dessa antaganden är felaktiga”, säger Dr Marco Sacchi, medförfattare till studien från University of Surrey.
Läs mer:
Titta på den "tysta" drönaren med en ny generation av jonframdrivning
Övre stegsmotor från GLONASS-raketen exploderade i jordens omloppsbana
Forskare föreslår att man reviderar grunderna för kvantfysiken och visar var de inte fungerar