Календарь новостей

« Ноябрь 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
	1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30

ДНК может различать два квантовых состояния

Источник: studysites.net

Применимы ли принципы квантовой механики в биологии? До сих пор, говорит профессор Рон Нааман из Института химической физики, биологи и физики рассматривали квантовые системы и биологические молекулы отдельно друг от друга. Однако, исследование, которое он провел совместно с учеными из Германии, показывает, что биологическая молекула ДНК способна различать два квантовых состояния электронного спина.

Принято считать, что квантовые явления происходят в очень маленьких системах, например, в одиночных атомах или в очень маленьких молекулах. Чтобы исследовать такие явления, ученые обычно должны охладить изучаемое вещество до температур, близких к абсолютному нулю. Как только размер или температура такой системы превосходит определенное значение, ее квантовые свойства разрушаются и она начинает вести себя обычным "классическим" образом. Профессор Нааман: "Биологические молекулы довольно большие и они "работают" при температурах много выше температур, при которых проводится большинство экспериментов в квантовой физике. Можно было бы ожидать, что такое квантовое явление как спин, который имеет два противоположных направления, сложно представить в этих молекулах и, таким образом, не имеет отношение к их функционированию."

Однако биологические молекулы обладают еще и другим свойством, а именно, хиральностью. Другими словами, они существуют или в левой, или в правой формах, которые не могут быть сложены одна с другой. Двойная цепочка молекулы ДНК имеет две хиральности. Из предыдущих исследований Нааман знал, что некоторые хиральные молекулы могут взаимодействовать различным образом с двумя разными направлениями спина.

Исследователи изготовили самособирающиеся отдельные слои ДНК, прикрепленные к золотым подложкам. Затем такие ДНК были подвергнуты облучению электронами с разными направлениями спина. Оказалось, что молекулы взаимодействовали только с теми электронами, которые имели определенное направление спина. Чем длиннее ДНК, тем результативнее она была в выборе электрона с необходимым направлением спина, тогда как отдельные цепочки и поврежденные биты ДНК не проявляли такое свойство. Способность отбирать электроны с определенными спинами возникает из-за хиральной природы молекулы ДНК, которая каким-то образом "дает преимущества" только некоторым спинам электронов.

Действительно, говорит Нааман, ДНК оказывается великолепным "спиновым фильтром" и эта находка важна как для биомедицины, так и для спинтроники. Если, например, дальнейшее изучение подтвердит, что ДНК повреждается только электронами с определенно направленными спинами, тогда можно будет уменьшить облучение, переделав конструкцию соответствующего медицинского оборудования. С другой стороны, ДНК и другие биологические молекулы смогут стать новым типом спинтронных устройств.

Подготовлено по материалам (источник): sciencedaily.com
Дата: 6 июня 2011
Другие новости, которые читают вместе с этой: Разработан новый способ контролировать спин электрона Свойства электронов могут привести к революции в компьютерных технологиях Впервые в мире получена молекула Ридберга Новый катализатор выполняет работу многих ферментов Швейцарские химики синтезировали гигантскую молекулу Вода меняет структуру молекулы антибиотика