Brit tudósok életben tartják azokat a feltételezéseket, hogy a kémiai varázslat mögött álló elsődleges kiváltó ok kvantumos természetű.
Hibák előfordulnak. Különösen, amikor a sejtjeinkben lévő hatalmas DNS-sorozatok replikációjáról van szó. Ez egy jó dolog is. Ha nem lennének a génjeinkben lévő hibák, amelyeket mutációnak nevezünk, a természetes szelekciónak nem lenne esélye, és az életnek vége lenne. Bármennyire is kulcsfontosságúak a mutációk a betegségektől kezdve a biológiai sokféleségig, megdöbbentően keveset tudunk a folyamat fizikájáról. Az Egyesült Királyságban működő Surrey Egyetem felfedezései újjáélesztették azokat a feltételezéseket, hogy a kémiai bűvészmutatványok mögött álló elsődleges kiváltó ok, amely spontán módon cseréli az egyik kódolt bázist egy másikra, kvantumos természetű.
Konkrétan, a mutációs folyamat jelentős része egyetlen hidrogén elmozdulása, amely a genetikai bázisokat összeragasztja, hogy a DNS csavart létraszerkezetének lépcsőfokait létrehozza. Ez az alagútfolyamat révén történik, a guanin és a citozin genetikai bázisok közötti kötések felbontásával, olyan időskálán, amely lehetővé teszi a tartós változásokat. A kvantum-alagutazás természetes következménye a részecskék tulajdonságainak bizonytalanságának zárt körülmények között. Közelítsünk rá egy szubatomi objektumra, például egy protonra, és annak helyzete egyre homályosabbá válik.
Az ilyen léptékű objektumok elméletileg létezhetnek a korlátok határain túl is, úgy tűnik, hogy olyan könnyen alagutat tudnak vágni a falakon keresztül, mint egy kísértetházban mozgó szellem. Bár kvantumszinten a valóság alapvető jellemzője, az, hogy egy részecske jellemzői hogyan keverednek össze más részecskékkel, amelyek meleg, zajos környezetben lökdösődnek, biztosítja, hogy nem lehet könnyen átméretezni a makrouniverzumba. Legalábbis sokáig ezt feltételeztük. A csoport elméleti modellezése a guanin és citozin bázisok közötti kötések változásáról megkérdőjelez számos feltételezést a mutáció e gyakori formája mögött álló kémia körül.
A DNS szerkezetének és kémiájának tanulmányozásának kezdete óta a tudósok úgy gondolták, hogy a mutáció elsődleges oka az ellentétes DNS-szálakon lévő bázisokat összekötő hidrogének áthelyeződése. Ez az elmozdulás a bázist tautomerré alakíthatja - egy új molekulává, amelynek alakja megegyezik a korábbiakkal, de az elemek finom, eltérő konfigurációja van. Úgy gondolják, hogy a hidrogének egy kettős protonátvitelnek nevezett folyamat révén ugranak át a szálak közötti határon, ami meglepően hasonlít egy kvantumalagút-jelenségre.
Azonban eltekintve attól a feltételezéstől, hogy a biológiai rendszerek egyszerűen túl forróak és túl elfoglaltak ahhoz, hogy egy ilyen kvantumos esemény bekövetkezzen, az ilyen módon történő kettős protonátvitelt a sejt szerkesztő enzimjeinek ki kellene vasalniuk. Alaposabban megvizsgálva a folyamat mögötti fizikát, a kutatók egy tipikus sejt hőmérsékleti körülményei között kimutatták, hogy a kvantumhatásoknak a protonok oda-vissza zümmögését kellene okozniuk nagy sebességgel, ami a bázisok tautomereikbe való összemosódását eredményezi. Mivel a tautomerként eltöltött idő múlandó, a DNS-szálat másoló replikációs gépezet aligha fogja felismerni a jelenlétét.
Ha azonban ez a folyamat valamilyen egyensúlyhiányt eredményez a bázisok között, és valamilyen módon eltolja egy bázis és annak tautomerje arányát, akkor nagyon valószínű, hogy az eltolódás mutációként rögzül. Mi több, matematikai értelemben az egyes bázisok e kísérteties tautomer változatainak jelenléte elég nagy ahhoz, hogy a mutációnak ez a különleges kategóriája sokkal gyakoribb legyen, mint azt gondolnánk. A jövőbeni kísérletekre lesz szükség ahhoz, hogy a tanulmányban szereplő előrejelzéseket megerősítsük, különösen olyan dolgok tekintetében, mint a proton ugrások sebessége különböző hőmérsékleteken. Az is bizonyításra vár, hogy a kvantumhatások szerepet játszanak-e a bázispárok egyéb változásaiban vagy akár másfajta mutációkban.
(Forrás: ScienceAlert)
