Kuantum Tünelleme DNA’yı Daha Kararsız Hale Getiriyor



Kuantum Tünelleme DNA'yı Daha Kararsız Hale Getiriyor

Birçok biyolog, tuhaf kuantum fenomenlerinin hücre içinde nispeten ihmal edilebilir bir rol oynadığını varsayar. Bununla birlikte, DNA’yı bir arada tutan kimyasal bağların yakın tarihli bir teorik analizi, bu etkilerin bir zamanlar düşünülenden çok daha sık meydana gelebileceğini ve önemli bir genetik mutasyon kaynağı olarak hareket edebileceğini öne sürüyor.

İngiltere’deki Surrey Üniversitesi’nden Louie Slocombe liderliğindeki araştırmacılar, DNA’nın çift sarmallarını birbirine bağlayan basamakları oluşturan moleküler “bazlar” ve bu basamakların iki tarafını bir arada tutan bir protonla oluşturulan hidrojen bağı üzerinde odaklandılar. Teorik modelleri, bir iplikte baz sitozine bağlı bir protonun kendiliğinden “tünel” oluşturmasına ve diğerinde guanin bazına bağlanmasına izin veren kuantum etkilerini içeriyordu.

Bir tautomer olarak bilinen böyle değiştirilmiş bir baz çifti, hızlı bir şekilde orijinal düzenlemesine geri dönebilir. Ancak, iki DNA zinciri ayrıldığında (DNA replikasyonunun ilk adımı olan) proton onu geri getiremezse, sitozin guanin yerine farklı bir baz olan adenin’e bağlanabilir. Bu doğal olmayan eşleşme bir mutasyon yaratır.

Bilim adamları, 1950’lerde DNA’nın yapısının keşfedilmesinden bu yana, baz çiftlerinin teoride totomerler üretebileceğini biliyorlardı. Ancak, bu fiziksel durumların olağanüstü kısa ömürleri nedeniyle kuantum tünellemenin bir mutasyon üreticisi olarak çok az ilgisi olacağını düşündüler.

Araştırmacıların modeli bildirdi içinde iletişim Fiziği, bununla birlikte, kuantum sürecinin o kadar sık ​​gerçekleştiğini ve herhangi bir zamanda bir hücrenin genomunda yüz binlerce tautomerin bulunabileceğini öne sürüyor. Dolayısıyla, bu yapılar kısacık olsa bile, o kadar sık ​​​​sık ortaya çıkıyorlar ki, potansiyel olarak zengin bir mutasyon kaynağı haline geliyorlar. Yazarlar, bu modelin kuantum-mekanik kararsızlığın “DNA mutasyonunda şimdiye kadar önerilenden çok daha önemli bir rol oynayabileceğini” öne sürüyor. Ekip, tahmin edilen tautomer sayısının her insan neslindeki toplam mutasyon sayısından binlerce kat daha fazla olduğu göz önüne alındığında, belirli onarım mekanizmalarının bu tür kuantum hatalarıyla nasıl başa çıktığını merak ediyor.

İstanbul’daki Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi’nden bilim adamı Gizem Çelebi Torabfam, bu çalışmanın potansiyel olarak “DNA ve moleküler biyolojide temel öneme sahip olabilecek hücre zarındaki çeşitli kuantum tünelleme süreçlerinin araştırılmasının önünü açabilir” diyor. kuantum tünelleme okudu ama bu çalışmaya dahil değildi. “Ayrıca, yaygın hastalıkların patogenezinde iki DNA bazı arasında ultra hızlı transferi düşünmeliyiz.”



Kaynak : https://www.scientificamerican.com/article/quantum-tunneling-makes-dna-more-unstable/

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir