Enzymer kan være nøglen til at forstå, hvordan DNA muterer, finder kvantebiologer

Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications, fandt ud af, at enzymer kan skabe kvanteudsving i DNA, der kan føre til mutationer. Denne opdagelse kan hjælpe med at forklare, hvordan kræft og andre genetiske sygdomme udvikler sig.

DNA er det molekyle, der lagrer genetisk information i celler. Det består af en dobbelt helix af nukleotider, som er byggestenene i DNA. Hvert nukleotid indeholder en nitrogenholdig base, et sukkermolekyle og et fosfatmolekyle.

Når DNA replikeres, adskilles de to strenge af helixen, og hver streng tjener som skabelon for syntesen af ​​en ny streng. Denne proces udføres af enzymer kaldet DNA-polymeraser.

DNA-polymeraser er utroligt nøjagtige, men de kan af og til lave fejl. Disse fejl kan føre til mutationer, som er ændringer i DNA-sekvensen. Mutationer kan have en række forskellige virkninger, lige fra at forårsage genetiske sygdomme til at levere råmaterialet til evolution.

Den nye undersøgelse viste, at DNA-polymeraser kan skabe kvanteudsving i DNA, der kan føre til mutationer. Kvanteudsving er små udsving i energien i et system. De er forårsaget af usikkerhedsprincippet, som siger, at det er umuligt at kende både position og momentum af en partikel samtidigt.

I tilfælde af DNA kan kvanteudsving få de nitrogenholdige baser i et nukleotid til at vende fra en position til en anden. Dette kan ændre betydningen af ​​DNA-sekvensen og føre til en mutation.

Forskerne fandt ud af, at hastigheden af ​​kvanteudsving i DNA påvirkes af temperaturen og tilstedeværelsen af ​​enzymer. Enzymer kan øge hastigheden af ​​kvanteudsving ved at skabe et miljø, der er befordrende for dannelsen af ​​kvantetilstande.

Denne opdagelse kan hjælpe med at forklare, hvordan kræft og andre genetiske sygdomme udvikler sig. Kræftceller har ofte mutationer i gener, der styrer cellevækst og -deling. Disse mutationer kan være forårsaget af kvanteudsving i DNA, der er lettet af enzymer.

Den nye undersøgelse giver en ny måde at forstå, hvordan DNA muterer. Dette kan føre til udvikling af nye lægemidler og behandlinger til genetiske sygdomme.