Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, ha scoperto che gli enzimi possono creare fluttuazioni quantistiche nel DNA che possono portare a mutazioni. Questa scoperta potrebbe aiutare a spiegare come si sviluppano il cancro e altre malattie genetiche.
Il DNA è la molecola che immagazzina le informazioni genetiche nelle cellule. È costituito da una doppia elica di nucleotidi, che sono gli elementi costitutivi del DNA. Ogni nucleotide contiene una base azotata, una molecola di zucchero e una molecola di fosfato.
Quando il DNA viene replicato, i due filamenti dell'elica si separano e ciascun filamento funge da modello per la sintesi di un nuovo filamento. Questo processo è effettuato da enzimi chiamati DNA polimerasi.
Le DNA polimerasi sono incredibilmente precise, ma occasionalmente possono commettere errori. Questi errori possono portare a mutazioni, ovvero cambiamenti nella sequenza del DNA. Le mutazioni possono avere una varietà di effetti, dal causare malattie genetiche al fornire la materia prima per l’evoluzione.
Il nuovo studio ha scoperto che le DNA polimerasi possono creare fluttuazioni quantistiche nel DNA che possono portare a mutazioni. Le fluttuazioni quantistiche sono minuscole fluttuazioni nell’energia di un sistema. Sono causati dal principio di indeterminazione, secondo il quale è impossibile conoscere contemporaneamente la posizione e la quantità di moto di una particella.
Nel caso del DNA, le fluttuazioni quantistiche possono far sì che le basi azotate in un nucleotide passino da una posizione all'altra. Ciò può cambiare il significato della sequenza del DNA e portare a una mutazione.
I ricercatori hanno scoperto che la velocità delle fluttuazioni quantistiche nel DNA è influenzata dalla temperatura e dalla presenza di enzimi. Gli enzimi possono aumentare la velocità delle fluttuazioni quantistiche creando un ambiente favorevole alla formazione di stati quantistici.
Questa scoperta potrebbe aiutare a spiegare come si sviluppano il cancro e altre malattie genetiche. Le cellule tumorali spesso presentano mutazioni nei geni che controllano la crescita e la divisione cellulare. Queste mutazioni possono essere causate da fluttuazioni quantistiche nel DNA facilitate dagli enzimi.
Il nuovo studio fornisce un nuovo modo per comprendere come muta il DNA. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di nuovi farmaci e trattamenti per le malattie genetiche.
