Исследователи обнаружили, что квантовые эффекты запускают мутации ДНК

МЕНЮ


Главная страница
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту
Архив новостей

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


Следуя законам эволюции, ДНК постоянно мутирует, и не всегда эти изменения идут на пользу человеку. Исследователи из Университета Суррея обнаружили свидетельства того, что некоторые из спонтанных мутаций могут возникать в результате квантового туннелирования, эффекта, невозможного в классической механике. Если результаты моделирования подтвердятся, открытие окажет большое воздействие на современную модель генетических мутаций.

ДНК приобрела знакомую многим спиралевидную форму благодаря молекулам азотистых оснований, соединенных водородными связями. Чаще всего эти основания следуют строгим правилам спаривания, но иногда они нарушаются, и тогда происходит мутация в ДНК. Обычно такие мутации безвредны, но иногда приводят к генетическим заболеваниям.

В ходе исследования ученые обнаружили, что некоторые из этих изменений могут происходить в результате квантового туннельного эффекта, сообщает New Atlas. Он заключается в том, что частицы могут иногда проходить сквозь барьер, на преодоление которого у них не должно хватать энергии. К примеру, если шар лежит с одной стороны холма, то для того, чтобы попасть на другую сторону, ему нужно достаточно энергии, чтобы вкатиться на вершину и скатиться вниз. Но в квантовой физике такой шар может внезапно пройти сквозь холм и оказаться с другой стороны почти мгновенно.

В случае мутаций ДНК квантовое туннелирование происходит с частицами протонов внутри атомов водорода. Они могут прыгать с одной стороны связи на другую, и если это происходит до того, как две нити ДНК разделяются в процессе репликации, протоны оказываются не с той стороны. Так возникает риск мутаций.

О том, что такое может происходить в ДНК, впервые заговорили несколько десятков лет назад, но механизм был неизвестен. Считалось, что биологическая среда слишком теплая и сложная для квантового туннелирования. Но как выяснили ученые из Университета Суррея, тепло не только не мешает, но даже способствует туннельному эффекту.

С помощью процесса открытых квантовых систем они смоделировали динамику процесса и показали, что протоны прыгают вперед-назад чаще, чем кажется. То есть, перенос протонов в ходе квантового туннелирования играет более важную роль в генетических мутациях, чем предполагалось ранее.

Недавно на примере моделей рыбок данио ученые показали, что генное редактирование может непреднамеренно изменять ДНК потомства. По мнению авторов, результаты можно интерпретировать и для человека, поэтому с применением CRISPR/Cas9 в клинической практике нужно быть особенно осторожным.


Источник: hightech.plus

Комментарии: