Um estudo inovador confirmou que a mecânica quântica desempenha um papel nos processos biológicos e causa mutações no DNA.
Embora já tenha quase um século, a biologia quântica ainda é um campo emergente da ciência. Examine se o mundo subatômico da mecânica quântica desempenha um papel nas células vivas. É um campo interdisciplinar por natureza e reúne físicos nucleares, bioquímicos e biólogos moleculares.
Um artigo de pesquisa foi publicado recentemente na revista Físico Química Física Química. Uma equipe do Leverhulme Quantum Biology Centro de Treinamento de Doutorado de Surrey usaram simulações de computador e métodos de mecânica quântica para determinar o papel desempenhado pelo tunelamento de prótons (um fenômeno puramente quântico) em mutações espontâneas no DNA.
O que é tunelamento de prótons
Il tunelamento de prótons envolve o desaparecimento espontâneo de um próton de uma posição e o reaparecimento do mesmo próton nas proximidades.
A equipe de pesquisa descobriu que os átomos de hidrogênio, que são muito leves, fornecem as ligações que mantêm as duas fitas da dupla hélice do DNA juntas. Esses átomos podem, sob certas condições, se comportar como ondas espalhadas capazes de existir em várias posições ao mesmo tempo, graças ao tunelamento de prótons. Isso faz com que esses átomos sejam ocasionalmente encontrados na fita de DNA errada, levando a mutações.
Embora a duração dessas mutações seja curta, a equipe de Surrey revelou que elas podem sobreviver ao mecanismo de replicação do DNA nas células e podem ter consequências para a saúde.
Pesquisa
O médico Marco Sacchi, líder do projeto e pesquisador da Royal Society University é muito claro. “Muitos já suspeitavam há muito tempo que o mundo quântico (o que é estranho, contra-intuitivo e maravilhoso) desempenha um papel na vida como a conhecemos. A ideia de que algo possa estar presente em dois lugares ao mesmo tempo pode ser absurda. No entanto, isso sempre acontece na mecânica quântica. Nosso estudo confirma que isso acontece o tempo todo no mundo quântico, e nosso estudo confirma que o tunelamento quântico também acontece no DNA à temperatura ambiente.”
Louie Slocombe, coautor do estudo, afirma: “Ainda temos um longo e emocionante caminho pela frente para compreender como funcionam os processos biológicos no nível subatômico. No entanto, este nosso estudo e inúmeros outros nos últimos anos confirmam que a mecânica quântica desempenha um papel. No futuro, esperamos investigar como a mecânica quântica gera mutações genéticas”.
Este trabalho consolida a mecânica quântica e a biologia quântica como os campos mais interessantes da pesquisa científica do século XXI.
Referências: "Efeitos quânticos e clássicos em mutações pontuais de DNA: tautomerismo Watson - Crick em pares de bases AT e GC" – L. Slocombe, JS Al-Khalilib e M. Sacchi, Físico Química Física Química. DOI: 10.1039 / D0CP05781A
