Инновационное исследование подтвердили, что квантовая механика играет роль в биологических процессах и вызывает мутации в ДНК.
Хотя ей уже почти столетие, квантовая биология все еще остается новой областью науки. Изучите, играет ли субатомный мир квантовой механики роль в живых клетках. По своей природе это междисциплинарная область, объединяющая физиков-ядерщиков, биохимиков и молекулярных биологов.
Недавно в журнале была опубликована исследовательская работа. Физическая химия химическая физика. Команда из Докторантский центр квантовой биологии Leverhulme, Суррей использовал компьютерное моделирование и квантово-механические методы, чтобы определить роль, которую играет протонный туннель (чисто квантовое явление) в спонтанных мутациях в ДНК.
Что такое протонное туннелирование
Il протонное туннелирование он включает в себя спонтанное исчезновение протона из позиции и повторное появление того же протона поблизости.
Исследовательская группа обнаружила, что очень легкие атомы водорода обеспечивают связи, которые удерживают вместе две нити двойной спирали ДНК. Эти атомы могут при определенных условиях вести себя как рассеянные волны, способные существовать в нескольких положениях одновременно, благодаря туннелированию протонов. Это приводит к тому, что эти атомы иногда обнаруживаются не в той цепи ДНК, что приводит к мутациям.
Хотя продолжительность этих мутаций невелика, команда из Суррея показала, что они могут выжить в механизме репликации ДНК в клетках и могут иметь последствия для здоровья.
Исследование
Доктор Марко Сакки, руководитель проекта и исследователь Университета Королевского общества очень ясно. «Многие давно подозревали, что квантовый мир (что странно, нелогично и прекрасно) играет роль в жизни, какой мы ее знаем. Идея, что что-то может присутствовать в двух местах одновременно, может быть абсурдной. Но так всегда происходит в квантовой механике. Наше исследование подтверждает, что это всегда происходит в квантовом мире, и наше исследование подтверждает, что квантовое туннелирование также происходит в ДНК при комнатной температуре».
Луи Слокомбсоавтор исследования говорит: «Впереди нас ждет долгий и захватывающий путь, чтобы понять, как биологические процессы работают на субатомном уровне. Но это наше исследование и бесчисленное множество других, проведенных в последние годы, подтверждают, что квантовая механика играет определенную роль. В будущем мы надеемся исследовать, как квантовая механика порождает генетические мутации».
Эта работа объединяет квантовую механику и квантовую биологию как наиболее захватывающие области научных исследований 21 века.
Ссылки: «Квантовые и классические эффекты точечных мутаций ДНК: таутомерия Уотсона-Крика в парах оснований AT и GC» - Л. Слокомб, Дж. С. Аль-Халилиб и М. Сакки, Физическая химия химическая физика. DOI: 10.1039 / D0CP05781A
