ผลควอนตัมช่วยทำให้ DNA ไม่เสถียร

ผลควอนตัมช่วยทำให้ DNA ไม่เสถียร

เอฟเฟกต์ควอนตัมมีบทบาทที่คาดไม่ถึงมาก่อนในการสร้างความไม่เสถียรใน DNA ซึ่งเรียกว่า “โมเลกุลแห่งชีวิต” ซึ่งให้คำแนะนำสำหรับกระบวนการของเซลล์ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ข้อสรุปนี้อ้างอิงจากผลงานของนักวิจัยที่มหาวิทยาลัย Surrey ในสหราชอาณาจักร ซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อที่มีมาช้านานว่าพฤติกรรมควอนตัมไม่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นและอบอุ่นของเซลล์ และอาจมีผล

ที่ตามมา

กว้างไกลสำหรับแบบจำลองของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม .ทั้งสองเส้นเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบส DNA โดยทั่วไปมีเบสที่แตกต่างกันสี่ชนิด เรียกว่า ในการกำหนดค่ามาตรฐาน A จะสร้างพันธะกับ T เสมอ ในขณะที่ C จะสร้างพันธะกับ G เสมอ อย่างไรก็ตาม หากโปรตอน 

(นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน) ที่ประกอบกันเป็นพันธะกระโดดจากดีเอ็นเอสายหนึ่งไปยังอีกสายหนึ่ง การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมอาจเกิดขึ้นได้ผลกระทบนี้ถูกทำนายย้อนกลับไปในปี 1952 เพื่อเปิดเผยโครงสร้างเกลียวของ DNA อย่างไรก็ตาม ขณะนี้กระบวนการปรับเปลี่ยนพันธะดีเอ็นเอ

ได้รับการวัดปริมาณอย่างแม่นยำและเข้าใจองค์ประกอบควอนตัมแล้วการถ่ายโอนโปรตอนไปตามพันธะไฮโดรเจนของ DNAในงานของพวกเขาและเพื่อนร่วมงานใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเพื่อแสดงให้เห็นว่าการดัดแปลงพันธะ DNA เกิดจากความสามารถของโปรตอนในการถ่ายโอนไปตามพันธะ

ไฮโดรเจนที่ก่อตัวขึ้นระหว่างฐาน GC (ง่ายกว่าใน  AT ) . เมื่อโปรตอนกระโดดจากด้านหนึ่งของสายดีเอ็นเอไปยังอีกด้านหนึ่ง การไม่ตรงกันจะเกิดขึ้นหากหนึ่งในฮอปเหล่านี้เกิดขึ้นก่อนที่สายดีเอ็นเอจะขาดหรือ “คลายซิป” ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการที่โปรตอนผ่านกระบวนการคัดลอกตัวเอง

ในการระบุสิ่งที่ทำให้โปรตอนกระโดดไปตามสายดีเอ็นเอ นักวิจัยได้ใช้วิธีการทางเคมีเชิงคำนวณที่เรียกว่าทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่นเพื่อสร้างแบบจำลองพันธะไฮโดรเจน จากนั้นจึงคำนวณไดนามิกของโปรตอนเป็นระบบควอนตัมแบบเปิดที่ได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมของเซลล์โดยรอบ 

พวกเขาค้นพบว่า

โปรตอนสามารถอุโมงค์ควอนตัมผ่านสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นจากดีเอ็นเอสายหนึ่งไปยังอีกสายหนึ่งได้อย่างง่ายดาย และอัตราการขุดอุโมงค์นี้เร็วมากจนไปถึงสมดุลทางความร้อนอย่างรวดเร็ว ทำให้จำนวนประชากรที่ตึงตัวคงที่ในช่วงเวลาทางชีววิทยาผลควอนตัมมีความสำคัญ จนถึงขณะนี้ 

อธิบายว่าระบบ DNA นั้นไวต่อการจัดเรียงพันธะไฮโดรเจนมาก ซึ่งผลกระทบทางควอนตัมมีความสำคัญ แท้จริงแล้ว แม้แต่การจัดเรียงตัวใหม่ของ  โปรตอน เพียงเล็กน้อย ก็สามารถส่งผลต่อการจำลองแบบ ในระดับมหภาคได้“หัวข้อนี้น่าตื่นเต้นในการศึกษาเนื่องจากเป็นการผสมผสานระหว่างเทคนิค

และแนวคิดจากวิทยาศาสตร์แขนงต่างๆ” “โดยปกติแล้ว สิ่งเหล่านี้จะไม่สอดคล้องกัน และเราต้องการให้เป็นเช่นนั้นเพื่อสร้างแบบจำลองระบบที่แม่นยำ เราต้องการความรู้ทั้งด้านเคมีและฟิสิกส์เพื่อสร้างแบบจำลองของระบบ นอกจากนี้ เราจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับชีววิทยา วิธีการจำลองแบบ และความหมาย

นักวิจัย

ซึ่งรายงานผลงานของพวกเขาในวิชาฟิสิกส์การสื่อสารแสดงความหวังว่าการศึกษาของพวกเขา “เป็นเรื่องแรกในหลายๆ เรื่อง” ในหัวข้อนี้ “สิ่งที่เราสนใจมากที่สุด” กล่าวเสริม “คือสิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่แน่นอนของการแยก DNA และระยะเวลาของการโต้ตอบนี้มีผลอย่างไรกับระยะเวลาที่รวดเร็ว

ของการถ่ายโอนไฮโดรเจน”คำถามอื่น ๆ ได้แก่ การใช้ฐาน แทนที่จะเป็นรูปแบบอื่นของ ให้ประโยชน์ทางวิวัฒนาการหรือไม่ เนื่องจากฐานเดิมค่อนข้างไม่เสถียร อีกประการหนึ่งคือความไม่แน่นอนนี้นำไปสู่การกลายพันธุ์หรือไม่ ซึ่งจะเป็นแรงขับเคลื่อนกระบวนการวิวัฒนาการ “มันน่าสนใจที่จะเข้าใจว่า

มีเส้นทางการซ่อมแซม DNA ที่ออกแบบมาเพื่อจับข้อผิดพลาดประเภทนี้โดยเฉพาะหรือไม่” สรุป

เมื่อมันไม่ตรงกัน”มีความคิดว่าพฤติกรรมควอนตัมดังกล่าวควรถูกชะล้างอย่างรวดเร็วในสภาวะที่มีเสียงดังซึ่งเกิดขึ้นภายในเซลล์ และด้วยเหตุนี้จะไม่มีบทบาททางสรีรวิทยาใดๆ อย่างไรก็ตาม

และขับเคลื่อนวัฏจักรของน้ำให้เร็วขึ้นและรุนแรงขึ้นการลดลงของมลพิษทางอากาศที่เกี่ยวข้องกับการปิดเมืองมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นชั่วขณะในธรรมชาติ แต่ก็ยังมีโอกาสเล็กน้อยที่อาจส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศทั่วประเทศ “ฉันเฝ้าดูอินเดียอย่างใกล้ชิด” วิลค็อกซ์กล่าว “โดยปกติแล้วเราคาดว่าจะเห็นมรสุม

ฤดูร้อนเริ่มขึ้นในช่วงเดือนมิถุนายน และมักจะเห็นทั้งอุณหภูมิที่ร้อนจัดและระดับละอองลอยสูงล่วงหน้า” ในปี 2020 มีความคิดว่ามลพิษทางอากาศที่ลดลงทางตอนเหนือของอินเดียอาจช่วยขับเคลื่อนมรสุมที่รุนแรงขึ้น Wilcox และเพื่อนร่วมงานของเธอกำลังง่วนอยู่กับการรวบรวมและวิเคราะห์การวัด 

และเปรียบเทียบกับปีก่อนหน้าเพื่อตรวจสอบว่าเป็นกรณีนี้หรือไม่ ข้อบ่งชี้เบื้องต้นบ่งชี้ว่าลมมรสุมอ่อนกว่าค่าเฉลี่ยในปีนี้ แต่ด้วยเหตุการณ์การพาความร้อนที่รุนแรงผิดปกติ ทำให้เกิดฝนตกหนักมากในเดือนกรกฎาคมและน้ำท่วมรุนแรงในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของอินเดีย บังกลาเทศ ภูฏาน 

เมียนมาร์และเนปาล คร่าชีวิตผู้คนหลายร้อยคน และทำให้ผู้คนกว่า 4 ล้านคนต้องพลัดถิ่นจากที่อยู่อาศัย แต่จะต้องใช้เวลาสักระยะเพื่อพิจารณาว่าฝนที่ตกหนักนั้นเชื่อมโยงกับการลดลงของมลพิษทางอากาศหรือเป็นเพียงสภาพอากาศที่แปรปรวนในปีนี้ การลดมลพิษทางอากาศไม่ใช่เรื่องง่าย

นอกจากการทำความเข้าใจผลกระทบที่มลพิษทางอากาศมีต่อสภาพอากาศแล้ว นักเคมีบรรยากาศยังใช้การปิดเมืองเป็นโอกาสในการทำความเข้าใจแหล่งที่มาของมลพิษทางอากาศและระยะทางที่มลพิษสามารถเดินทางได้ดีขึ้น ในยุโรป ที่ซึ่งการปิดเมืองทำให้รูปแบบมลพิษทางอากาศสะท้อนถึงรูปแบบมลพิษทางอากาศที่สังเกตได้ในประเทศจีน มีไนโตรเจนไดออกไซด์ลดลงอย่างมาก 

credit: coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com