क्वांटम प्रभाव डीएनए में अस्थिरता पैदा करने में एक अप्रत्याशित भूमिका निभाते हैं - तथाकथित "जीवन का अणु" जो सभी जीवित जीवों में सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए निर्देश प्रदान करता है। यूके में सरे विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा किए गए काम पर आधारित यह निष्कर्ष लंबे समय से चली आ रही मान्यताओं के खिलाफ जाता है कि क्वांटम व्यवहार कोशिकाओं के गीले, गर्म वातावरण में प्रासंगिक नहीं है, और आनुवंशिक उत्परिवर्तन के मॉडल के लिए दूरगामी परिणाम हो सकते हैं। .
डीएनए के प्रसिद्ध डबल हेलिक्स के दो स्ट्रैंड चार आधारों में हाइड्रोजन परमाणुओं (प्रोटॉन) के बीच एक साथ जुड़े हुए हैं - गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी), एडेनिन (ए) और थाइमिन (टी) - जो प्रत्येक को बनाते हैं किनारा। आम तौर पर, A हमेशा T और C से हमेशा बंधता है। हालाँकि, यदि स्ट्रैंड्स के बीच की बॉन्डिंग सतह का आकार कभी इतना थोड़ा बदल जाता है, तो गलत आधार जुड़ सकते हैं, डीएनए का एक तथाकथित टॉटोमेरिक रूप बन सकता है जो नेतृत्व कर सकता है स्थिर आनुवंशिक उत्परिवर्तन या यहां तक कि कैंसर के लिए।
इस प्रभाव की भविष्यवाणी 1952 में की गई थी, जब जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक ने डीएनए की पेचदार संरचना को उजागर करने के लिए रोजालिंड फ्रैंकलिन और मौरिस विल्किंस द्वारा काम किया था। हालाँकि, यह केवल अब है कि इस डीएनए बांड संशोधन प्रक्रिया को सटीक रूप से निर्धारित किया गया है, और इसके क्वांटम तत्व को समझा गया है।
डीएनए हाइड्रोजन बांड के साथ प्रोटॉन स्थानांतरण
उनके काम में, लुई स्लोकोम्बे, मार्को साकची, जिम अल-खलीलीक और उनके सहयोगियों ने परिष्कृत कंप्यूटर मॉडल का उपयोग यह दिखाने के लिए किया कि डीएनए बॉन्ड संशोधन प्रोटॉन की जीसी बेस के बीच बनने वाले हाइड्रोजन बॉन्ड के साथ स्थानांतरित करने की क्षमता से उत्पन्न होता है। जैसे ही प्रोटॉन डीएनए स्ट्रैंड के एक तरफ से दूसरी तरफ कूदते हैं, एक बेमेल तब होता है जब इनमें से एक हॉप डीएनए स्ट्रैंड के ठीक पहले होता है, या "अनज़िप", प्रक्रिया के हिस्से के रूप में यह खुद को कॉपी करने के लिए गुजरता है।
डीएनए स्ट्रैंड्स के साथ प्रोटॉन हॉप करने वाले को पिन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक खुले क्वांटम सिस्टम दृष्टिकोण का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि स्ट्रैंड्स के साथ रुकने के बजाय, प्रोटॉन वास्तव में उनके माध्यम से क्वांटम टनलिंग कर रहे हैं। उन्होंने यह भी पाया कि टनलिंग दर इतनी तेज है कि सिस्टम जल्दी से थर्मल संतुलन तक पहुंच जाता है, जिसका अर्थ है कि टॉटोमर्स की आबादी जैविक समय-सीमा पर स्थिर रहती है।
क्वांटम प्रभाव मायने रखता है
अब तक, यह सोचा जाता था कि इस तरह के किसी भी क्वांटम व्यवहार को कोशिकाओं के अंदर व्याप्त शोर की स्थिति में जल्दी से धोना चाहिए, और इस प्रकार कोई शारीरिक भूमिका नहीं निभाएगा। हालांकि, स्लोकोम्बे बताते हैं कि डीएनए प्रणाली हाइड्रोजन बांड व्यवस्था के प्रति इतनी संवेदनशील है कि क्वांटम प्रभाव मायने रखता है। वास्तव में, हाइड्रोजन परमाणुओं के एक जोड़े की छोटी पुनर्व्यवस्था भी प्रभावित कर सकती है कि डीएनए मैक्रोस्कोपिक पैमाने पर कैसे दोहराता है।
"विषय अध्ययन के लिए रोमांचक है क्योंकि इसमें विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों से तकनीकों और विचारों का संयोजन शामिल है," स्लोकोम्बे बताता है भौतिकी की दुनिया. "आमतौर पर, ये सर्वांगसम नहीं होते हैं और हमें सिस्टम को सटीक रूप से मॉडल करने के लिए ऐसा होना चाहिए। हमें सिस्टम को मॉडल करने के लिए रसायन विज्ञान और भौतिकी दोनों के ज्ञान की आवश्यकता होती है और इसके अलावा हमें जीव विज्ञान के बारे में जानने की जरूरत है कि डीएनए कैसे दोहराता है और जब यह बेमेल होता है तो इसके निहितार्थ क्या हैं।
बनाओ या तोड़ो: डीएनए के साथ नरम सामग्री का निर्माण
शोधकर्ता, जो अपने काम की रिपोर्ट करते हैं संचार प्रकृति, आशा व्यक्त करते हैं कि इस विषय पर उनका अध्ययन "कई लोगों में पहला है"। स्लोकोम्बे कहते हैं, "हमें सबसे ज्यादा दिलचस्पी है, " डीएनए क्लीविंग के सटीक क्षण में क्या होता है और इस बातचीत का समय हाइड्रोजन हस्तांतरण के तेज समय के साथ कैसे परस्पर क्रिया करता है।
अन्य प्रश्नों में शामिल हैं कि क्या डीएनए के वैकल्पिक रूपों के बजाय एटीजीसी आधारों का उपयोग करने से कुछ विकासवादी लाभ मिलते हैं, क्योंकि पूर्व अपेक्षाकृत अस्थिर हैं। दूसरा यह है कि क्या यह अस्थिरता उत्परिवर्तन की ओर ले जाती है, इस प्रकार विकास की प्रक्रिया को चलाती है। "यह समझना दिलचस्प होगा कि क्या कोई डीएनए मरम्मत मार्ग हैं जो विशेष रूप से इस प्रकार की त्रुटियों को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं," स्लोकोम्ब ने निष्कर्ष निकाला है।
पोस्ट क्वांटम प्रभाव डीएनए को अस्थिर बनाने में मदद करते हैं पर पहली बार दिखाई दिया भौतिकी की दुनिया.
- a
- क्षमता
- About
- इसके अलावा
- को प्रभावित
- के खिलाफ
- सब
- वैकल्पिक
- हमेशा
- अन्य
- दृष्टिकोण
- बन
- से पहले
- लाभ
- के बीच
- जीव विज्ञान
- बंधन
- बांड
- इमारत
- कुश्ती
- रसायन विज्ञान
- सहयोगियों
- संयोजन
- कंप्यूटर
- स्थितियां
- सका
- युगल
- बनाना
- बनाया गया
- विभिन्न
- की खोज
- श्रीमती
- डबल
- नीचे
- ड्राइविंग
- प्रभाव
- प्रभाव
- वातावरण
- विकास
- उत्तेजक
- फास्ट
- प्रथम
- प्रपत्र
- रूपों
- पाया
- से
- मदद
- कैसे
- तथापि
- HTTPS
- विचारों
- की छवि
- निहितार्थ
- शामिल
- बातचीत
- रुचियों
- IT
- खुद
- जानना
- ज्ञान
- नेतृत्व
- बिक्रीसूत्र
- जीवित
- बनाना
- बनाता है
- सामग्री
- बात
- अर्थ
- आदर्श
- मॉडल
- अधिकांश
- प्रकृति
- सामान्य रूप से
- खुला
- अन्य
- भाग
- भौतिक विज्ञान
- प्ले
- आबादी
- प्रक्रिया
- प्रक्रियाओं
- प्रदान करता है
- मात्रा
- जल्दी से
- प्रासंगिक
- बाकी है
- रिपोर्ट
- प्रतिनिधित्व
- की आवश्यकता होती है
- शोधकर्ताओं
- भूमिका
- स्केल
- विज्ञान
- आकार
- के बाद से
- So
- नरम
- कुछ
- परिष्कृत
- विशेष रूप से
- अध्ययन
- सतह
- प्रणाली
- सिस्टम
- तकनीक
- बताता है
- RSI
- थर्मल
- यहाँ
- एक साथ
- विषय
- स्थानांतरण
- प्रकार
- Uk
- उजागर
- समझना
- समझ लिया
- विश्वविद्यालय
- us
- वॉटसन
- क्या
- या
- कौन
- काम
- होगा
