科學家們已經證明，量子過程在 DNA 複制過程中自發突變的出現中發揮了作用。質子沿着連接 DNA 鍊的氫鍵隧道，當它們分開時，它可能會在錯誤的一側結束。反過來，這有可能導緻突變。
複制是在細胞分裂過程中将遺傳信息傳遞所必需的 DNA 分子加倍的過程。它以驚人的準确性運行，但仍然會發生錯誤，有時會導緻突變。來自英國薩裡大學的科學家使用計算機模拟表明，由于量子過程，可能會發生複制錯誤。他們的研究結果發表在《通信物理學》雜志上。
DNA由四種含氮堿基組成：腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。DNA螺旋的兩條鍊的堿基通過氫原子通過氫鍵相互連接。在這種情況下，腺嘌呤總是通過兩個鍵與胸腺嘧啶相連，胞嘧啶和鳥嘌呤通過三個鍵相連。在堿基修飾過程中發生的這些鍵的變化會導緻含氮堿基與不同的堿基對結合，從而導緻突變。
盡管 DNA 發現者詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克裡克預測了這一事件，但直到現在計算機模拟才有助于量化這一過程的可能性。
事實證明，DNA 鍊之間鍵的修飾比以前想象的要普遍得多。氫原子的原子核由一個質子組成，它可以很容易地從氫鍵的一側越過能壘到另一側。這是由于經過充分研究的量子過程 - 隧穿，其中粒子（在本例中為質子）克服了勢壘，但其總能量小于勢壘高度。這種現象讓人想起物體通過牆壁的隐形傳态，具有純粹的量子性質，在經典力學中是不可能的。
然而，局部細胞環境成為質子量子行為的原因。它們被熱激活并克服能量屏障。所以在 DNA 中，質子不斷地沿着鍊之間的氫鍵來回穿梭。在複制過程中分離鍊以進行複制時，一些質子可能不在它們的一側，這将導緻錯誤和新對中的堿基不匹配。
此前，生物學家認為，這樣的量子過程無法在溫暖而複雜的活細胞中發生，隧道效應隻能在相對簡單的系統中的低溫下進行。DNA中的量子效應幾乎沒有被考慮過，但現在科學家們已經證明它們對生物過程做出了巨大貢獻。
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