Команда вчених з Університету Суррея показала, що атоми водню, що зв'язують дві нитки молекули ДНК між
Дві нитки подвійної спіралі ДНК з'єднаніводневими зв'язками - протони (ядра атомів водню) подібно до клею утримують частини молекули разом. Зазвичай чотири підстави ДНК (A, C, T і G) слідують суворим правилам: аденін завжди зв'язується з тиміном, а цитозин завжди з гуаніном. Така зв'язність підтримується формою білків, які відповідають один одному як частини пазла в мозаїці, зазначають дослідники.
У своїй роботі вчені показали, що клітиннасередовище змушує протони, які поводяться як хвилі, що поширюються, термічно активуватися і долати енергетичний бар'єр. Дослідження продемонструвало, що протони безперервно та дуже швидко переміщуються між двома ланцюжками. В результаті, коли ДНК розщеплюється на окремі нитки, частина протонів виявляється не на тому боці, що призводить до помилки, вважають автори роботи.
Протони в ДНК можуть тунелювати вздовжводневих зв'язків у ДНК та модифікувати основи, що кодують генетичну інформацію. Модифіковані основи називаються таутомерами і можуть пережити процеси розщеплення та реплікації ДНК, викликаючи помилки транскрипції або мутації.
Луї Слокомб, професор Навчального центру докторантури з квантової біології Leverhulme Університету Суррея та співавтор дослідження
Дослідники зазначають, що вплив квантовихефектів на взаємодію елементів ДНК було передбачено ще Криком та Вотсоном у середині минулого століття. Але досі нікому не вдалося підтвердити ці ефекти. Крім того, автори нової роботи кажуть, що така модифікація зв'язків між ланцюгами ДНК набагато поширеніша, ніж вважалося досі. Протони можуть легко перестрибнути зі свого звичайного місця на одній стороні енергетичного бар'єру та приземлитися на іншій стороні.
«Біологи зазвичай очікують, що тунелювання будевідігравати значну роль лише за низьких температур і щодо простих системах. Тому вони, як правило, не брали до уваги квантові ефекти у ДНК. Ми вважаємо, що в нашому дослідженні ми довели, що ці припущення є неправильними», — каже доктор Марко Саккі, співавтор дослідження з Університету Суррея.
Читати далі:
Подивіться на «безшумний» дрон із іонним двигуном нового покоління
Двигун розгінного блоку ракети системи ГЛОНАСС вибухнув на орбіті Землі
Вчені запропонували переглянути основи квантової фізики та показали, де вони не працюють