Солнечный свет бьет по ДНК клеток кожи каждый день. Но геном умеет обезвреживать удар почти мгновенно — и ученые только сейчас увидели, как именно. ДНК оказалась быстрее ультрафиолета.
Международная группа исследователей под руководством ученых из университета Суррея впервые детально проследила, как молекула ДНК защищает себя от ультрафиолетового излучения. Оказалось, после поглощения UV-света генетический материал запускает сразу несколько сверхбыстрых молекулярных реакций и успевает безопасно рассеять энергию буквально за фемтосекунды — квадриллионные доли секунды. Исследование опубликовал The Journal of Physical Chemistry Letters.
В центре исследования были пары оснований гуанин–цитозин — один из ключевых «кирпичиков» ДНК. С помощью высокоточных квантово-химических симуляций ученые наблюдали происходящее на атомном уровне в реальном времени. Выяснилось, что ДНК не использует единственный маршрут защиты: возбуждение проходит через целую сеть конкурирующих путей, связанных с переносом электронов и протонов.
Не один маршрут, а целая сеть спасения
Именно разнообразие механизмов стало главным сюрпризом работы. Ранее считалось, что энергия после воздействия ультрафиолета уходит по относительно прямому сценарию. Однако моделирование показало гораздо более сложную картину: электроны и протоны движутся согласованно, но не жестко синхронно. Это создает множество вариантов «сброса» энергии и повышает фотостабильность ДНК.
Авторы полагают, что открытие поможет точнее понять происхождение мутаций, возрастных изменений клеток и влияние радиации на живые организмы. Кроме того, результаты могут оказаться полезны для биотехнологий и даже астробиологии — например, при оценке того, насколько устойчивы молекулы жизни в условиях повышенного космического излучения.
Источник: hi-tech.mail.ru