Fenômeno quântico pode ser a principal força por trás das mutações no DNA
Por Lillian Sibila Dala Costa • Editado por Luciana Zaramela |
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).
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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.
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.
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