Un estudio innovador confirmó que la mecánica cuántica juega un papel en los procesos biológicos y provoca mutaciones en el ADN.
Aunque ya tiene casi un siglo, la biología cuántica sigue siendo un campo de la ciencia emergente. Examine si el mundo subatómico de la mecánica cuántica juega un papel en las células vivas. Es un campo interdisciplinario por naturaleza y reúne a físicos nucleares, bioquímicos y biólogos moleculares.
Recientemente se publicó un artículo de investigación en la revista Física Química Física Química. Un equipo del Centro de formación de doctorado en biología cuántica de Leverhulme de Surrey utilizaron simulaciones por computadora y métodos de mecánica cuántica para determinar el papel que juega el túnel de protones (un fenómeno puramente cuántico) en las mutaciones espontáneas dentro del ADN.
¿Qué es el túnel de protones?
Il tunelización de protones implica la desaparición espontánea de un protón de una posición y la reaparición del mismo protón cercano.
El equipo de investigación descubrió que los átomos de hidrógeno, que son muy ligeros, proporcionan los enlaces que mantienen unidas las dos hebras de la doble hélice de ADN. Estos átomos pueden, bajo ciertas condiciones, comportarse como ondas dispersas capaces de existir en múltiples posiciones al mismo tiempo, gracias al túnel de protones. Esto hace que estos átomos se encuentren ocasionalmente en la hebra de ADN incorrecta, lo que lleva a mutaciones.
Aunque la duración de estas mutaciones es corta, el equipo de Surrey reveló que pueden sobrevivir al mecanismo de replicación del ADN en las células y podrían tener consecuencias para la salud.
Investigación
Médico Marco Sacchi, director de proyectos e investigador de la Royal Society University lo tiene muy claro. “Muchos han sospechado durante mucho tiempo que el mundo cuántico (que es extraño, contradictorio y maravilloso) juega un papel en la vida tal como la conocemos. La idea de que algo pueda estar presente en dos lugares al mismo tiempo puede ser absurda. Pero esto siempre sucede en la mecánica cuántica. Nuestro estudio confirma que siempre ocurre en el mundo cuántico y nuestro estudio confirma que el túnel cuántico también ocurre en el ADN a temperatura ambiente ”.
louie slocombeEl coautor del estudio dice: “Aún queda un largo y emocionante camino por delante para comprender cómo funcionan los procesos biológicos a nivel subatómico. Sin embargo, este estudio nuestro y muchos otros en los últimos años confirman que la mecánica cuántica juega un papel. En el futuro, esperamos investigar cómo la mecánica cuántica genera mutaciones genéticas ”.
Este trabajo consolida la mecánica cuántica y la biología cuántica como los campos de investigación científica más apasionantes del siglo XXI.
referencias: "Efectos cuánticos y clásicos en mutaciones puntuales del ADN: tautomería de Watson-Crick en pares de bases AT y GC" - L. Slocombe, JS Al-Khalilib y M. Sacchi, Física Química Física Química. DOI: 10.1039 / D0CP05781A
