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 использовали компьютерное моделирование и квантово-механические методы, чтобы определить роль, которую играет туннелирование протонов (чисто квантовое явление) в спонтанных мутациях внутри ДНК.
Что такое туннелирование протона
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 из Университета Королевского общества, очень ясен. «Многие уже давно подозревали, что квантовый мир (что странно, нелогично и чудесно) играет роль в жизни, какой мы ее знаем. Идея о том, что что-то может присутствовать в двух местах одновременно, может быть абсурдной. Однако в квантовой механике это всегда происходит. Наше исследование подтверждает, что это происходит постоянно в квантовом мире, и наше исследование подтверждает, что квантовое туннелирование также происходит в ДНК при комнатной температуре».
Луи Слокомб, соавтор исследования, говорит: «Впереди нас ждет долгий и захватывающий путь к пониманию того, как биологические процессы работают на субатомном уровне. Однако это наше исследование и бесчисленное множество других, проведенных в последние годы, подтверждают, что квантовая механика играет свою роль. В будущем мы надеемся исследовать, как квантовая механика генерирует 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-Халиб и М. Сакки, Физическая химия химическая физика. DOI: 10.1039 / D0CP05781A
