ДНК регулярно мутирует, в лучшую или худшую сторону. Исследователи из Университета Суррея нашли доказательства того, что некоторые из этих спонтанных мутаций могут быть вызваны квантовой механикой.
ДНК приобретает свою знаменитую форму двойной спирали благодаря молекулам, называемым основаниями, которые соединяются друг с другом посредством водородных связей. Эти основания, обозначаемые буквами A, C, T и G, обычно следуют строгим правилам «соединения». Но иногда эти водородные связи могут быть изменены, то есть основания могут соединиться с неправильным “партнером”. Это приводит к точечным мутациям в ДНК, которые в основном безвредны, но иногда могут привести к генетическим заболеваниям.
В новом исследовании ученые из Суррея обнаружили, что некоторые из этих изменений могут происходить в результате странного явления, известного как квантовое туннелирование.
Для нас, живущих в мире классической физики, это звучит как научная фантастика, но иногда частицы могут спонтанно проникать через барьеры, для преодоления которых у них не должно быть условий.
В случае с мутациями ДНК команда говорит, что частицы, осуществляющие туннелирование, — это протоны внутри атомов водорода, которые могут перепрыгивать с одной стороны связи на другую. Если они делают это непосредственно перед тем, как две нити ДНК расщепляются в процессе репликации клетки, протоны могут застрять не на той стороне, что приведет к несоответствию ДНК и потенциальной мутации.
Команда смоделировала динамику процесса и показала, что протоны прыгают туда-сюда чаще, чем считалось ранее. Это позволяет предположить, что перенос протонов в результате квантового туннелирования играет более важную роль в генетических мутациях, чем это обычно считалось.
