Квантові ефекти запускають мутацію ДНК, – британські науковці

08 травня, 20:40
Квантові ефекти запускають мутацію ДНК, – британські науковці
Фото: New Atlas

Наслідуючи закони еволюції, дезоксирибонуклеїнова кислота постійно змінюється і не завжди ці зміни йдуть на користь людині.

Дослідники з британського Університету Саррі виявили свідчення того, що деякі зі спонтанних мутацій виникають унаслідок квантового тунелювання, ефекту, неможливого у класичній механіці. Власне, якщо результати моделювання підтвердяться, відкриття вплине на сучасну модель генетичних мутацій.

Науковці певні, ДНК набула знайомої багатьом спіралеподібної форми завдяки молекулам азотистих основ, сполучених водневими зв'язками. Найчастіше: ці підстави наслідують суворі правила спарювання, але іноді вони порушуються, і тоді відбувається мутація у ДНК; зазвичай такі мутації нешкідливі, але іноді призводять до генетичних захворювань.

Під час експерименту дослідники виявили, що деякі з цих змін можуть відбуватися внаслідок квантового тунельного ефекту, повідомляє наукове видання "New Atlas". Він полягає у тому, що частки можуть іноді проходити крізь бар'єр, на подолання якого у них не вистачає енергії.

Наприклад, якщо куля лежить з одного боку пагорба, то для того, щоби потрапити на інший бік, їй потрібно достатньо енергії для подолання маківки й скочування додолу. Але у квантовій фізиці така куля може раптово пройти крізь пагорб і опинитися з іншого боку майже миттєво.

У разі мутацій ДНК, квантове тунелювання відбувається з частинками протонів усередині атомів водню. Вони можуть стрибати з одного боку зв'язку на інший, і якщо це відбувається до того, як дві нитки ДНК діляться у процесі реплікації, протони виявляються не з того боку; так і виникає ризик мутацій.

Про те, що подібне може відбуватися всередині ДНК, уперше заговорили кілька десятків років тому, але механізм був невідомий. Вважалося, що біологічне середовище надто тепле і складне для квантового тунелювання.

Однак, як з'ясували дослідники з Університету Саррі, тепло не тільки не заважає, а навіть сприяє тунельному ефекту!

За допомогою процесу відкритих квантових систем вони змоделювали динаміку процесу і показали, що протони стрибають уперед-назад частіше, ніж здається. Тобто, перенесення протонів під час квантового тунелювання грає найважливішу роль у генетичних мутаціях, ніж передбачалося раніше.

Тут слід зауважити, що нещодавно на прикладі моделей рибок британські науковці також виявили наступне: генне корегування може ненавмисно змінювати ДНК потомства! На думку дослідників, результати можна переносити й на людину, тому із застосуванням коротких паліндромних повторів, регулярно розташованих групами (CRISPR/Cas9), у клінічній практиці варто бути особливо обережним.

А проте, "Останній Бастіон" радить згадати, що українець створив установку для видобутку води з повітря.

вибір редакції
Читайте також:
Світ
Команда України у складі шести школярів успішно виступила на 63-й Міжнародній математичній олімпіаді, що проходила в Норвегії
17 липня, 12:35
Життя
Українка Марина В'язовська - друга жінка, яка отримала філдсівську медаль — одну з найвищих світових нагород у галузі математики
06 липня, 11:05
Життя
Тепер це науково доведено на основі кількамісячних дослідів науковців Фінляндської республіки.
17 травня, 18:12
Життя
Вперше в історії вченим вдалося виростити рослини на місячному ґрунті
14 травня, 11:40
Життя
Минулого разу астрофізики проекту на пресконференції показали першу фотографію чорної діри.
12 травня, 15:16
Економіка
Таке жито невибагливе і може рости на кислих ґрунтах, що несприятливі для пшениці
31 січня, 15:11