Nový výzkum odhaluje, že kvantová fyzika způsobuje mutace v naší DNA

Inovativní výzkum potvrdil, že kvantová mechanika hraje roli v biologických procesech a způsobuje mutace v DNA.

Kvantová biologie je nový vědní obor, založený ve 20. letech 20. století, který studuje, zda subatomární svět kvantové mechaniky hraje roli v živých buňkách. Kvantová mechanika je ze své podstaty interdisciplinární obor, který sdružuje jaderné fyziky, biochemiky a molekulární biology.

Ve výzkumném článku publikovaném v časopise Fyzikální chemie Chemická fyzikatým Surrey’s Leverhulme Doctoral Training Center in Quantum Biology použil nejmodernější počítačové simulace a kvantově mechanické metody k určení role protonového tunelování, čistě kvantového jevu, ve spontánních mutacích v DNA.

Protonové tunelování zahrnuje spontánní zmizení protonu z jednoho místa a znovuobjevení stejného protonu v jeho blízkosti.

Výzkumný tým zjistil, že atomy vodíku, které jsou velmi lehké, poskytují vazby, které drží dvě vlákna dvouvláknové DNA a mohou se za určitých podmínek chovat jako rozptýlené vlny, které mohou existovat na více místech najednou, díky protonovému tunelování. To způsobí, že tyto atomy jsou občas na nesprávném řetězci DNA, což vede k mutacím.

Ačkoli je životnost těchto mutací krátká, tým ze Surrey zjistil, že stále mohou přežít mechanismus replikace DNA v buňkách a mohou mít potenciálně zdravotní následky.

Dr. Marco Sacchi, vedoucí projektu a výzkumný pracovník na Royal Surrey University na University of Surrey, uvedl: „Mnozí již dlouho tušili, že kvantový svět – což je zvláštní, protiintuitivní a úžasné – hraje v životě roli, jak ji známe. I když myšlenka, že něco může být přítomno na dvou místech současně, může být pro mnohé z nás absurdní, v kvantovém světě se to děje pořád a naše studie potvrzuje, že kvantové tunelování probíhá také v DNA při pokojové teplotě. “

Louie Slocombe, doktorandka na Leverhulme Quantum Biology Center for Doctoral Training a spoluautorka studie, uvedla: „Stále máme dlouhou a vzrušující cestu k pochopení toho, jak fungují biologické procesy na subatomární úrovni, potvrdili, že v sázce je kvantová mechanika. V budoucnu doufáme, že prozkoumáme, jak se tautomery produkované kvantovým tunelováním mohou šířit a generovat genetické mutace. ”

Jim Al-Khalili, spoluautor studie a spoluautor doktorského centra Leverhulme pro kvantovou biologii na univerzitě v Surrey, řekl: „Je vzrušující pracovat s touto skupinou mladých, rozmanitých a talentovaných myslitelů široké koalice vědců. Tento článek spojuje kvantovou biologii jako nejzajímavější oblast vědeckého výzkumu v 21. století. “

Odkaz: „Kvantové a klasické efekty v bodových mutacích DNA: tautomerismus Watson – Crick v párech bází AT a GC“, L. Slocombe, JS Al-Khalilib a M. Sacchi, 29. ledna 2021, Fyzikální chemie Chemická fyzika.
DOI: 10.1039 / D0CP05781A

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Líheň je otevřená, stanici zabírá 10 členů posádky

Nově přidaný personál stanice, který se skládal z 10 členů, se shromáždil v servisní jednotce Zvezda, aby uspořádali uvítací ceremoniál s rodinnými příslušníky a...

Chronické virové infekce mohou mít hluboký trvalý účinek na imunitu člověka, podobně jako stárnutí

Analýza topologie sítě funkce imunitního systému představující desítky integrovaných buněčných odpovědí, které jsou během odstraňování viru hepatitidy C u lidí obráceny. Zkoumané signální...

Byly odhaleny bizarní dýchací orgány 450 milionů let starých mořských živočichů

Zápočet: UCR Trilobité měli při dýchání jednu nohu Nová studie našla první důkazy o vysoce vyvinutých dýchacích orgánech u mořských živočichů starých 450 milionů let. ...

“Čmáranice světla” v reálném čase

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli zjednodušený algoritmus pro převod volně nakreslených čar na standardním stolním procesoru na hologramy. Dramaticky snižují náklady na...

Mineralogie hluboké kůry Země pohání hotspoty pro domácí život

Tým DeMMO Field zleva doprava: Lily Mumper, Britney Kruger a Caitlin Cesar vzorky zlomenin z vrtné soupravy DeMMO. Kredit: © Matt Kapost Pod zeleným...

Newsletter

Subscribe to stay updated.