Les enzymes pourraient être essentielles pour comprendre comment l’ADN mute, selon des biologistes quantiques


Selon une nouvelle étude de l’Université du Surrey, les enzymes, qui sont essentielles pour contrôler la façon dont les cellules se répliquent dans le corps humain, pourraient être l’ingrédient même qui encourage l’ADN à muter spontanément, provoquant des erreurs génétiques potentiellement permanentes.

À l’aide de calculs de chimie quantique de pointe, des chercheurs du centre de formation doctorale en biologie quantique de Surrey ont découvert que la partie du processus par laquelle l’ADN se réplique se produit à des vitesses 100 fois plus rapides que prévu. Cette découverte jette un nouvel éclairage sur la théorie supposée qui suggère que les effets quantiques ne survivraient pas assez longtemps pour être impactés par le processus de réplication.

Max Winokan, co-auteur de l’étude de l’Université de Surrey, a déclaré :

« Nous avons toujours pensé que la mécanique quantique souffrirait dans un environnement biologique. Cependant, il était fascinant de constater que les mutations causées par l’effet tunnel quantique sont plus stables en raison de l’action de l’enzyme, l’hélicase.

« Alors que d’autres ont dépeint l’hélicase comme un gardien de la mutation quantique, nos recherches suggèrent que l’enzyme est profondément liée à la formation de ces mutations. »

Cette fameuse structure en double hélice donne à l’ADN sa stabilité remarquable, ainsi que ses règles d’appariement entre les lettres génétiques sur des brins opposés. Normalement, A se lie toujours à T et G se lie toujours à C en raison des différentes structures de ces biomolécules et du nombre différent de liaisons hydrogène formées entre ces paires de bases. Les protons (noyaux d’atomes d’hydrogène) formant de telles liaisons sont parfois transférés à travers elles pour former des états rares appelés tautomères.

Lorsqu’une cellule commence à se copier, elle doit subir une réplication de l’ADN, dans laquelle la première étape est la séparation des deux brins d’ADN afin que chacun puisse être utilisé comme matrice pour un nouvel ADN. La séparation des brins est rendue possible par un type d’enzyme appelé « hélicase », qui se lie à l’un des brins d’ADN et le tire à travers lui-même, forçant ainsi l’ADN à se séparer. Les bases d’ADN mutantes potentielles doivent survivre à ce processus pour avoir une chance de provoquer des erreurs génétiques permanentes.

Cependant, on pensait auparavant que l’action de l’hélicase était trop lente. En conséquence, toute mutation ponctuelle spontanée aurait retrouvé sa position naturelle et plus stable lorsque les brins sont séparés. La nouvelle recherche commence à expliquer comment les effets de la mécanique quantique peuvent détenir la clé des secrets des mutations génétiques et de leurs nombreuses conséquences pour la vie sur Terre. De plus, ce nouveau rapport révèle qu’une telle séparation mécanique stabilise en fait les formes mutées de l’ADN.

Le Dr Marco Sacchi de l’Université de Surrey, qui dirige les travaux informatiques de cette étude, déclare :

« Il y a peu de compréhension du rôle des effets quantiques dans les dommages à l’ADN et les mutations génétiques. Nous pensons que nous ne pouvons faire la lumière sur le mécanisme insaisissable à l’origine des erreurs d’ADN qu’en intégrant la physique quantique et la chimie computationnelle. »

Le professeur Jim Al-Khalili, codirecteur du Centre de formation doctorale en biologie quantique de l’Université de Surrey, a déclaré :

« Ce que je trouve le plus excitant, c’est que ce travail rassemble des recherches de pointe dans toutes les disciplines : physique, chimie et biologie, pour répondre à l’une des questions scientifiques les plus intrigantes d’aujourd’hui, et l’Université de Surrey est en train de devenir rapidement un leader mondial dans ce domaine. domaine où des résultats passionnants émergent. »

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université du Surrey. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*