DNA中嘶嘶作響的聲音氣泡對生命至關重要
科學家已經展示了在生命分子DNA中運作的量子力學的奇怪世界。該研究由格拉斯哥大學的學者進行,今天發(fā)表在Nature Communications上,描述了雙鏈DNA是如何使用離域化聲波分裂的,這是聲學量子效應的標志。
DNA包含生命的代碼,并為地球上的每一個生物保留藍圖。負責制造新蛋白質的專用酶通過分裂雙鏈來訪問信息來讀取代碼。生物學的一個重要突出問題是這些酶如何找到雙鏈中的初始孔或“氣泡”以開始閱讀代碼。
研究員MarioGonzálezJiménez博士解釋說:“人們認為DNA具??有一定區(qū)域,其中特定的堿基序列會改變雙螺旋的硬度,從而有利于氣泡的形成。這會導致鏈之間的弱鍵斷裂,從而顯示轉錄和復制酶在哪里開始他們的任務。“
Gopakumar Ramakrishnan博士補充道:“理論家們已經提出這樣的DNA氣泡可能像聲波一樣,在DNA中像在大教堂中的回聲一樣彈跳。然而,目前生物學的范例是這樣的聲音動態(tài)與生物學無關。功能,因為生物分子與周圍水的相互作用幾乎肯定會破壞任何這些效應。“
格拉斯哥大學超快化學物理小組的研究人員用激光進行了實驗,產生的飛秒激光脈沖比相機閃光燈短了一萬億倍。這使他們成功地檢測到DNA中的聲音氣泡。他們可以證明這些氣泡在射擊場中像子彈一樣四處奔跑,即使在與活細胞中可以找到的環(huán)境非常相似的環(huán)境中也是如此。
最近畢業(yè)于斯特拉思克萊德大學的博士生托馬斯哈伍德博士指出:“ DNA中的聲波不是普通的聲波。它們的頻率比人類或狗的頻率高幾十億或十億倍。聽!”
格拉斯哥大學化學物理研究團隊負責人兼主席Klaas Wynne教授解釋說:“ 我們看到的太赫茲聲音氣泡改變了我們對生化反應的基本理解。之前有關于離域量子作用的建議光收集,磁接收和嗅覺現象。新的結果現在意味著在生物分子過程中類似聲音的離域現象的更普遍的作用。“
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