Studien, publicerad i tidskriften Nature Communications, fann att enzymer kan skapa kvantfluktuationer i DNA som kan leda till mutationer. Detta fynd kan hjälpa till att förklara hur cancer och andra genetiska sjukdomar utvecklas.
DNA är den molekyl som lagrar genetisk information i celler. Den består av en dubbelhelix av nukleotider, som är byggstenarna i DNA. Varje nukleotid innehåller en kvävebas, en sockermolekyl och en fosfatmolekyl.
När DNA replikeras separeras de två strängarna i helixen och varje sträng fungerar som en mall för syntesen av en ny sträng. Denna process utförs av enzymer som kallas DNA-polymeraser.
DNA-polymeraser är otroligt exakta, men de kan ibland göra misstag. Dessa misstag kan leda till mutationer, som är förändringar i DNA-sekvensen. Mutationer kan ha en mängd olika effekter, från att orsaka genetiska sjukdomar till att tillhandahålla råvaran för evolutionen.
Den nya studien fann att DNA-polymeraser kan skapa kvantfluktuationer i DNA som kan leda till mutationer. Kvantfluktuationer är små fluktuationer i energin i ett system. De orsakas av osäkerhetsprincipen, som säger att det är omöjligt att veta både position och rörelsemängd för en partikel samtidigt.
När det gäller DNA kan kvantfluktuationer få kvävebaserna i en nukleotid att vända från en position till en annan. Detta kan ändra innebörden av DNA-sekvensen och leda till en mutation.
Forskarna fann att graden av kvantfluktuationer i DNA påverkas av temperaturen och närvaron av enzymer. Enzymer kan öka graden av kvantfluktuationer genom att skapa en miljö som bidrar till bildandet av kvanttillstånd.
Detta fynd kan hjälpa till att förklara hur cancer och andra genetiska sjukdomar utvecklas. Cancerceller har ofta mutationer i gener som styr celltillväxt och celldelning. Dessa mutationer kan orsakas av kvantfluktuationer i DNA som underlättas av enzymer.
Den nya studien ger ett nytt sätt att förstå hur DNA muterar. Detta kan leda till utveckling av nya läkemedel och behandlingar för genetiska sjukdomar.
