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Fenômeno quântico pode ser a principal força por trás das mutações no DNA


Cientistas descobriram que mutações no DNA de organismos podem estar sendo causadas principalmente pelo tunelamento quântico de partículas subatômicas, que se movem pelas duplas hélices do nosso código genético. A descoberta é de acadêmicos da Surrey University, que a publicaram no periódico científico Communications Physics, da Nature, na última quinta-feira (5).

Essenciais à evolução, as mutações genéticas nada mais são do que modificações no DNA causadas “erros” cometidos na divisão celular, infecções virais ou exposição à radiação e carcinogênicos. Essas mudanças aleatórias no código genético dos animais permitem que eles possam ter vantagens na competição com outros em seu ambiente, mas também podem ser a causa de diversas doenças.

Tunelamento quântico põe mais luz nas causas de mutações no DNA dos seres vivos (Imagem: Gerd Altmann/Pixabay)

Como são as mutações no DNA?

Segundo especialistas, as mudanças genéticas podem ser encaradas como um erro na hora de soletrar o DNA de um organismo: ele é feito a partir de quatro elementos, as bases A (adenina), C (citosina), T (timina) e G (guanina), que sempre se ligam em maneiras específicas. A adenina, por exemplo, sempre se liga à timina, e essas ligações formam os degraus da escadaria espiral que dá a famosa forma de dupla hélice ao DNA. A guanina, por sua vez, se liga à citosina.

Quando a forma natural com a qual essas ligações são feitas é alterada de alguma forma, quebrando as regras de pareamento, isso faz com que bases incorretas se liguem umas às outras e gerem mutações. O que causa esses erros misteriosos está mais próximo de ser entendido, já que os cientistas descobriram que acontecem devido ao tunelamento quântico.

E o tunelamento quântico?

O tunelamento quântico acontece quando partículas atravessam barreiras que, de acordo com as regras da física clássica, não deveriam poder ser atravessadas devido a efeitos quânticos. As barreiras podem ser isolantes elétricos ou até mesmo regiões de alta energia, onde a partícula não tem energia própria o suficiente para atravessar. O tunelamento é como o show de Houdini das partículas.

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Os “degraus” das duplas hélices do DNA podem estar passando por mutações por causa do tunelamento quântico, ao serem mudados de posição pelo fenômeno (Imagem: ktsimage/Envato)

Nas mutações no DNA, os acadêmicos descobriram que as partículas subatômicas envolvidas nas ligações genéticas estão realizando tunelamentos para a frente e para trás pela barreira energética entre os dois lados da hélice o tempo todo. A questão é que se elas fazem isso instantes antes da hélice se dividir no centro, durante o primeiro estágio do processo de cópia do DNA, alguns prótons acabam ficando do lado errado da estrutura. Isso pode acabar causando um erro no processo e abre chances para que uma mutação ocorra.

Anteriormente, os biólogos só esperavam que o tunelamento acontecesse em temperaturas baixas e em sistemas relativamente simples, então os efeitos quânticos nem eram cogitados no DNA. Com a nova descoberta, o entendimento dos processos de mutação genética aumenta consideravelmente, mas precisamos esperar por estudos posteriores para saber como isso pode ser aplicado em áreas como a engenharia genética.

Fonte: Nature



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