Двойная спираль ДНК поддерживает свою структуру благодаря принципу квантовой запутанности
Ученые предположили, что двойная спираль ДНК поддерживает свою структуру благодаря принципу квантовой запутанности (сцепленности).
Квантовая запутанность представляет собой квантовомеханическое явление, при котором состояние объектов должно описываться только во взаимосвязи друг с другом, даже если они разнесены в пространстве. В результате возникают корреляции между наблюдаемыми физическими свойствами этих объектов - создается впечатление того, что воздействия на один объект вызывают моментальные изменения и в другом.
Группа физиков из Национального университета Сингапура попытались подтвердить свою теорию, создав на компьютере теоретическую модель ДНК. Упрощенная модель рассматривает каждый нуклеотид в цепочке как отрицательно заряженное облако, находящееся вокруг положительно заряженного ядра. Колебания этого облака приводят к образованию гармонического осциллятора, а при формировании двуцепочечной структуры облака соседних пар нуклеотидов, теоретически, должны колебаться в противоположных направлениях.
Согласно информации, приведенной в статье ученых, несмотря на то, что запутанность в цепочках попарно связанных гармонических осцилляторов может возникать только при нуле, в случае с ДНК это возможно и в условиях комнатной температуры. Это связано с тем, что в спирали ДНК могут формироваться так назывемые стоячие волны - колебания с характерным расположением минимумов и максимумов амплитуды.
Таким образом, в итоге колебания нуклеотидов всей двойной спирали осуществляются синхронно, а общее колебание оказывается равным нулю.
Исследователи полагают, что именно эти взаимодействия и позволяют поддерживать двойную спиральную структуру молекулы ДНК в клетках человека. Несмотря на то, что прямых доказательств этого пока не получено, специалисты предполагают, что квантовые эффекты могут оказывать непосредственное влияние на процесс считывания информации с ДНК, и надеются, что это можно будет использовать в дальнейшем.
Молекула ДНК и геном человека не перестают вызывать восхищение и даже вдохновлять. Как сообщали ЮГА.ру, недавно Новый лондонский камерный хор исполнил композицию, основанную на фрагментах их собственного генетического кода. В основу произведения "Аллели" были положены расшифрованные последовательности ДНК всех 40 участников хора, при этом каждый из 4 нуклеотидов был заменен одной нотой.
А несколько лет назад в космосе была обнаружена неизвестная туманность, протяженностью 80 световых лет, по форме напоминающая чрезвычайно упорядоченную двойную ДНК-спираль.
