Ця стаття є сирим з іншої мови. Можливо, вона створена за допомогою машинного перекладу або перекладачем, який недостатньо володіє обома мовами. |
Квантова біологія відноситься до застосування квантової механіки та теоретичної хімії до біологічних об'єктів та проблем. Багато біологічних процесів, за своєю суттю, є перетворенням певних видів енергії у форми, придатні для хімічних реакцій, та за своєю суттю є ефектами квантової механіки. Такі процеси включають хімічні реакції, поглинання світла, перевід електронів у збуджений стан, передачу збудження та обмін електронами і протонами (зазвичай іонами водню) в хімічних процесах, таких як фотосинтез, нюх та клітинне дихання. Квантова біологія може використовувати обрахунки, щоб моделювати біологічні ефекти з урахуванням квантової механіки. Квантова біологія пов'язана з впливом нетривіальних квантових явищ які можна пояснити, якщо звести біологічні ефекти до фундаментальної фізики, проте ці ефекти можуть бути складними для вивчення, а також спекулятивними. Поле дослідження не потребує відкриття будь-яких нових фізичних принципів, оскільки дослідження швидкості реакцій та передачі енергії на квантовому рівну вже є добре вивченими. На сьогоднішній день не існує жодних спостережень з квантової біології, які б означали, що квантові ефекти спостерігаються в макроскопічних організмах (окрім мисленнєвих експериментів, наприклад як з котом Шредінгера), або які б могли пояснити виникнення життя.
Історія
Квантова біологія це вражаюча сфера науки, більшість сучасних досліджень у якій є теоретичними та відносяться до питань, які потребують подальших експериментів. Тому на цю сферу лише недавно звернули увагу, вона була концептуалізована фізиками у 20-му столітті . Піонери квантової фізики бачили, що вона може сзастосовуватись у вирішенні біологічних проблем. Наприклад Ервін Шредінгер у своїй книзі 1944 року (Що таке життя?) описував практичне застосування квантової фізики у вивченні біології. Шредінгер ввів ідею "неперіодичного кристалу" який зберігає генетичну інформацію в ковалентних хімічних зв'язках. Також пізніше він припустив, що генетичні мутації виникають внаслідок "квантових стрибків".In 1963, Пер-Олов Льовдін опублікував статтю, про те, що квантове тунелювання є ще одним механізмом мутації ДНК. В своїй роботі він зазначив, що це нова сфера науки, яку назвав "квантовою біологією".
Застосування
Фотосинтез
Організми, що проходять фотосинтез, спочатку поглинають енергію світла через процес збудження електронів в антені. Ця антена залежить від виду організма. Бактерії можуть використовувати кільцеподібні структури як антени, тоді як рослини та інші організми використовують хлорофільні пігменти для поглинання фотонів. Це збудження електронів створює поділ заряду в місці реакції, який згодом перетворюється в хімічну енергію для використання клітини. Однак це збудження електронів повинно бути передане ефективно та своєчасно, до того, як енергія витратиться на флуоресценцію чи тепловий коливальний рух.
Різні структури відповідають за передачу енергії від антен до місць реакції. Одним з найбільш добре вивчених є комплекс ФМО в зелених сірчаних бактеріях. Дослідження за допомогою електронної спектроскопії показують, що ефективність поглинання та перенесеня електронів до місць де відбувається реакці досягає 99%. Ця висока ефективність не може бути пояснена класичною механікою, наприклад дифузійною моделлю.
Дослідження, опубліковане в 2007 році, вимагало ідентифікації електронної квантової когерентності при -196 ° C (77 K). Подальше дослідження надалі заявляло про надзвичайно довговічну квантову когорентність навть при 4 ° С, що було визначено як причину високої ефективності передачі збудження між різними пігментами на світлозбиральній стадії фотосинтезу . Таким чином, було висунуто припущення, що природа шляхом еволюції розробила спосіб захисту квантової когерентності для підвищення ефективності фотосинтезу. Однак подальші дослідження ставлять під сумнів інтерпретацію цих результатів і присвоюють сигнатури електронної квантової когерентності ядерній динаміці в хромофорах. Повідомлення про неочікувано довгий час квантової когеренції призвели до великої кількості досліджень. Було висунуто низку теорій, якими намагались пояснити заявлену довготривалу когеренцію. Згідно з однією пропозицією, якщо кожна ділянка в комплексі відчуває власний шум наколишнього середовища, а тому через квантову когерентність і теплове середовище електрон не потрапить в локальний мінімумі, а перейде до місця реакції. Інша теорія полягає в тому, що тривалість квантової когерентності в поєднанні з тунелюванням електронів створює енергетичну воронку, яка швидко переміщує електрон до місця реакції. Інша робота припускає, що симетрія, присутня в геометричній формі комплексу, може сприяти ефективному перенесенню енергії в реакційний центр таким чином, як і в випадку стану ідеальної передачі в квантових мережах. Однак ретельні контрольні експерименти ставлять під сумнів те, що квантові ефекти тривають довше ніж сто фемтосекунд.
Мутація ДНК
Дезоксирибонуклеїнова кислота – ДНК, є інструкцією для створення білків по всьому організму. Вона складається з 4 нуклеотидів гуаніну, тиміну, цитозину та аденіну. Порядок цих нуклеотидів і є «рецептом» для різних білків.
Щоразу, коли клітина ділиться, вона повинна копіювати ці нитки ДНК. Однак іноді під час процесу копіювання може виникати мутація або помилка в коді ДНК. Теорія, що обгрунтовує мутації ДНК пояснюється в моделі мутації ДНК Лоудіна. У цій моделі нуклеотид може змінювати свою форму через процес квантового тунелювання . Через це змінений нуклеотид втрачає здатність паруватись з оригінальним комплементарним білком, а отже, змінить структуру та порядок ланцюга ДНК.
Вплив ультрафіолетових променів та інших видів випромінювання може спричинити мутацію та пошкодження ДНК. Випромінювання також може змінювати зв’язки вздовж ланцюга ДНК в піримідинах і викликати їх склеювання з самим собою, створюючи димер.
У багатьох прокаріотів і рослин ці зв'язки відновлюються до їх певісної форми за допомогою фотоліази - ферменту, що відновлює ДНК. Як випливає з префіксу, фотоліаза покладається на світло для того, щоб відновити ДНК. Фотоліаза працює зі своїм кофактором FADH, флавін- аденінудинуклеотидом, одночасно відновлюючи ДНК. Фотоліаза збуджується видимим світлом і передає електрон до кофактора FADH-. FADH- який зараз має додатковий електрон, віддає його димеру, щоб розірвати зв’язок і відновити ДНК. Ця передача електрона здійснюється через тунелювання електрона від FADH до димеру . Хоча відстань тунелювання набагато більша, ніж можлива у вакуумі, тунелювання в цьому сценарії, є, як кажуть, «тунелюванням за допомогою суперобміну», і можливе завдяки здатності білка підвищувати ймовірність тунелювання електрона.
Вібраційна теорія нюху
Процес нюху можна розбити на дві частини; прийом та виявлення хімічної речовини, і надсилання цього виявлення та обробка мозком. Процес виявлення запаху досі є не до кінця вивченим. Одна теорія, названа " теорією форми нюху ", припускає, що певні нюхові рецептори спрацьовують певними формами хімічних речовин, і ці рецептори надсилають мозку певне повідомлення. Інша теорія (заснована на квантових явищах) припускає, що нюхові рецептори виявляють вібрацію молекул, які до них потрапляють, і «запах» обумовлений різними частотами коливання, цю теорію якраз і називають «теорією вібрації нюху».
Теорія вібрацій нюху, описана в 1938 році Малком Дайсоном але знову згадується Лука Туріном у 1996 р. припускає, що механізм нюху обумовлений рецепторами білка G, які виявляють молекулярні коливання через нееластичне тунелювання електронів, тунелювання, де електрон втрачає енергію, у молекулі. У цьому процесі молекула заповнила б місце зв'язування з рецептором G-білка . Після зв'язування хімічної речовини з рецептором хімічна речовина потім буде виконувати функцію моста, що передати електрон через білок. Оскільки електрон передається через молекулу, що зазвичай є бар'єром для електронів він втрачає свою енергію через вібрацію молекули, нещодавно звязаної з рецептором, в результаті чого ми можемо відчувати запах молекули.
Хоча теорія вібрації має деяке експериментальне підтвердження проте експерименти дали спірні результати. В деяких експериментах тварини здатні розрізняти запахи між молекулами різної частоти і однакової структури інші експерименти показують, що люди не здатні розрізняти запахи різної молекулярної частоти. Однак ця теоріє ще не є спростованою, і навіть було показано, що квантові ефекти впливають на нюх тварин, окрім людей, таких як мухи, бджоли та риби.
Зір
Зір покладається на квантовану енергію для того, щоб перетвортити світлові сигнали у потенціал дії за допомогою процесу, який називається . У фототрансдукції фотон взаємодіє з хромофором у рецепторі світла. Хромофор поглинає фотон і піддається фотоізомеризації . Ця зміна структури провокує зміну структури фоторецептора і результатом цього є зміна шляхів трансдукції візуального сигналу. Однак реакція фотоізомеризації відбувається з надзвичайною швидкістю (менше 200 фемтосекунд ). Деякі моделі зазначають, що для цього використовуються квантові ефекти.
Наслідки квантового зору
Експерименти показали, що людське око достатньо чутливе навіть для виявлення одного фотона. Можливість реаекції навіть на один фотон може призвести до появи новихтехнологій. Однією з областей розвитку є квантова комунікація та криптографія . Ідея полягає у створенні біометричної системи для ідентифікації ока, використовуючи лише невелику кількість точок по сітківці за допомогою випадкових спалахів фотонів, які «зчитують» сітківку та ідентифікують індивіда. Ця біометрична система дозволила б розшифрувати повідомлення лише певній особі з особливою мапою сітківки.
Активність ферментів (квантова біохімія)
Ферменти можуть використовувати квантове тунелювання для передачі електронів на великі відстані. Цілком можливо, що четвертинна структура білка могла розвинутися так, щоб забезпечити стійке квантове заплутування та когерентність. Більш конкретно, вони можуть збільшувати відсоток реакцій, за допомогою тунелювання водню. Тунелювання означає здатність честинки з невеликою масою телепортуватись через енергетичні бар'єри. Ця здатність обумовлена принципом взаємодоповнюваності, згідно з яким певні об'єкти мають пари властивостей, які неможливо виміряти окремо без зміни результату вимірювання. Електрони мають властивості як хвильі, так і частинки, а тому вони можуть проходити через фізичні бар’єри як хвиля, не порушуючи законів фізики. Дослідження показують, що передача електронів на великі відстані між окисно-відновними центрами через квантове тунелювання відіграє важливу роль у ферментативній активності фотосинтезу та клітинного дихання . Наприклад, дослідження показують, що тунелювання електронів на великій відстані для порядку 15–30 Å грає велику роль в окисно-відновних реакціях в ферментах клітинного дихання. Без квантового тунелювання організми не змогли б перетворити енергію досить швидко, щоб підтримувати ріст. Незважаючи на те, що ферменти окисно-відновних ділянок дуже сильно відрізняються, електрони успішно переносяться, незалежно від температури (окрім екстремальних умов) та залежно від відстані. Це говорить про здатність електронів до тунелювання у фізіологічних умовах. Потрібні подальші дослідження, щоб визначити, чи є це специфічне тунелювання когерентним.
Магніторецепція
Магнітоприйняття відноситься до здатності тварин орієнтуватися, використовуючи магнітне поле Землі. Можливим поясненням магніторецепції є механізм заплутаної пар радикалів . Механізм пар радикалів добре зарекомендував себе в спіновій хімії і, як вважають, застосовується для магніторецепції. Відношення між одинарною і триплетною парами змінюється через взаємодією заплутаних електронних пар з магнітним полем Землі. У 2000 році криптохром був запропонований як "магнітна молекула", яка могла б містити чутливі до магнітів пари радикалів. Криптохром, флавопротеїн, який зустрічається в очах вільшанок та інших видів тварин, - єдиний білок, який, як відомо, утворює у тварин фотоіндуковані пари радикалів. Під час взаємодії зі світловими частинками криптохром проходить через окисно-відновну реакцію, яка утоворює радикальні пари під час фоторедукції і при окисленні. Функція криптохрому є різною для різних видів, проте фотоіндукція пар радикалів відбувається шляхом впливу синього світла, який збуджує електрон у хромофорі . Магніторецепція можлива також у повній темряві, тому механізм повинен більше покладатися на радикальні пари, що утворюються під час незалежного від наявності світла окислення.
Експерименти в лабораторії підтримують основну теорію про те, що на електрони радикальних пар можуть сильно впливати дуже слабкі магнітні поля, тобто напрямок слабких магнітних полів може впливати на реакційну здатність радикальної пари і, отже, може «каталізувати» утворення хімічних продуктів. Чи застосовується цей механізм для магніторацепції та / або квантової біології, тобто чи магнітне поле Землі «каталізує» утворення біохімічних продуктів за допомогою пар радикалів, не визначено з двох причин. Перша полягає в тому, що парі радикалів, можливо, не потрібно бути заплутаною, що є ключовою квантовою особливістю механізму пар радикалів, щоб грати роль у цих процесах. Існують заплутані і не заплутані радикальні пари. Однак дослідники знайшли докази того, що радикало-парний механізм магніторецепції існує, коли вільшанки, таргани та садові чаротники вже не могли орієнтуватися під дією радіочастоти, яка перешкоджає магнітним полям та хімії радикальної пари. Щоб емпірично визначити, те що заплутаність справді використовується, слід було б розробити експеримент, який міг би порушити заплутані пари радикалів, не порушуючи інших пар радикалів, або навпаки, що спочатку потрібно було б продемонструвати в лабораторних умовах, перш ніж застосовувати його in vivo.
Інші біологічні застосування
Інші приклади квантових явищ у біологічних системах включають перетворення хімічної енергії в рух та броунівські двигуни в багатьох клітинних процесах.
Див. також
Примітки
- Quantum Biology [ 11 Травня 2021 у Wayback Machine.]. University of Illinois at Urbana-Champaign, Theoretical and Computational Biophysics Group.
- Quantum Biology: Powerful Computer Models Reveal Key Biological Mechanism [ 5 Червня 2019 у Wayback Machine.] Science Daily Retrieved Oct 14, 2007
- Brookes, J. C. (2017). Quantum effects in biology: golden rule in enzymes, olfaction, photosynthesis and magnetodetection. Proceedings of the Royal Society A. 473 (2201): 20160822. Bibcode:2017RSPSA.47360822B. doi:10.1098/rspa.2016.0822. PMC 5454345. PMID 28588400.
- Al-Khalili, Jim, (англ.), архів оригіналу за 12 Квітня 2020, процитовано 7 грудня 2018
- Margulis, Lynn; Sagan, Dorion (1995). What Is Life?. Berkeley: University of California Press. с. 1.
- Dostál, Jakub; Mančal, Tomáš; Augulis, Ramūnas; Vácha, František; Pšenčík, Jakub; Zigmantas, Donatas (18 липня 2012). Two-dimensional electronic spectroscopy reveals ultrafast energy diffusion in chlorosomes. Journal of the American Chemical Society. 134 (28): 11611—11617. doi:10.1021/ja3025627. ISSN 1520-5126. PMID 22690836.
- Engel GS, Calhoun TR, Read EL, Ahn TK, Mancal T, Cheng YC та ін. (2007). Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems. Nature. 446 (7137): 782—6. Bibcode:2007Natur.446..782E. doi:10.1038/nature05678. PMID 17429397.
- Panitchayangkoon, G.; Hayes, D.; Fransted, K. A.; Caram, J. R.; Harel, E.; Wen,J. Z.; Blankenship, R. E.; Engel, G. S. (2010). Long-lived quantum coherence in photosynthetic complexes at physiological temperature. Proc. Natl. Acad. Sci. 107 (29): 12766—12770. arXiv:1001.5108. Bibcode:2010PNAS..10712766P. doi:10.1073/pnas.1005484107. PMC 2919932. PMID 20615985.
- R. Tempelaar; T. L. C. Jansen; J. Knoester (2014). Vibrational Beatings Conceal Evidence of Electronic Coherence in the FMO Light-Harvesting Complex. J. Phys. Chem. B. 118 (45): 12865—12872. doi:10.1021/jp510074q. PMID 25321492.
- N. Christenson; H. F. Kauffmann; T. Pullerits; T. Mancal (2012). Origin of Long-Lived Coherences in Light-Harvesting Complexes. J. Phys. Chem. B. 116 (25): 7449—7454. arXiv:1201.6325. Bibcode:2012arXiv1201.6325C. doi:10.1021/jp304649c. PMC 3789255. PMID 22642682.
- A. Kolli; E. J. O’Reilly; G. D. Scholes; A. Olaya-Castro (2012). The fundamental role of quantized vibrations in coherent light harvesting by cryptophyte algae. J. Chem. Phys. 137 (17): 174109. arXiv:1203.5056. Bibcode:2012JChPh.137q4109K. doi:10.1063/1.4764100. PMID 23145719.
- V. Butkus; D. Zigmantas; L. Valkunas; D. Abramavicius (2012). Vibrational vs. electronic coherences in 2D spectrum of molecular systems. Chem. Phys. Lett. 545 (30): 40—43. arXiv:1201.2753. Bibcode:2012CPL...545...40B. doi:10.1016/j.cplett.2012.07.014.
- V. Tiwari; W. K. Peters; D. M. Jonas (2013). Electronic resonance with anticorrelated pigment vibrations drives photosynthetic energy transfer outside the adiabatic framework. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 110 (4): 1203—1208. doi:10.1073/pnas.1211157110. PMC 3557059. PMID 23267114.
- E. Thyrhaug; K. Zidek; J. Dostal; D. Bina; D. Zigmantas (2016). Exciton Structure and Energy Transfer in the Fenna−Matthews− Olson Complex. J. Phys. Chem. Lett. 7 (9): 1653—1660. doi:10.1021/acs.jpclett.6b00534. PMID 27082631.
- Y. Fujihashi; G. R. Fleming; A. Ishizaki (2015). Impact of environmentally induced fluctuations on quantum mechanically mixed electronic and vibrational pigment states in photosynthetic energy transfer and 2D electronic spectra. J. Chem. Phys. 142 (21): 212403. arXiv:1505.05281. Bibcode:2015JChPh.142u2403F. doi:10.1063/1.4914302. PMID 26049423.
- Mohseni, Masoud; Rebentrost, Patrick; Lloyd, Seth; Aspuru-Guzik, Alán (7 листопада 2008). Environment-assisted quantum walks in photosynthetic energy transfer. The Journal of Chemical Physics. 129 (17): 174106. arXiv:0805.2741. Bibcode:2008JChPh.129q4106M. doi:10.1063/1.3002335. ISSN 0021-9606. PMID 19045332.
- Plenio, M B; Huelga, S F (1 листопада 2008). Dephasing-assisted transport: quantum networks and biomolecules - IOPscience. New Journal of Physics. 10 (11): 113019. arXiv:0807.4902. Bibcode:2008NJPh...10k3019P. doi:10.1088/1367-2630/10/11/113019.
- Lee, Hohjai (2009). . Springer Series in Chemical Physics. Т. 92. с. 607—609. Bibcode:2009up16.book..607L. doi:10.1007/978-3-540-95946-5_197. ISBN . Архів оригіналу за 3 Лютого 2021.
{{}}
: Проігноровано|journal=
() - Walschaers, Mattia; Fernandez-de-Cossio Diaz, Jorge; Mulet, Roberto; Buchleitner, Andreas (29 жовтня 2013). Optimally Designed Quantum Transport across Disordered Networks. Physical Review Letters. 111 (18): 180601. arXiv:1207.4072. Bibcode:2013PhRvL.111r0601W. doi:10.1103/PhysRevLett.111.180601. PMID 24237498.
- Halpin, A.; Johnson, P.J.M.; Tempelaar, R.; Murphy, R.S.; Knoester, J.; Jansen, T.L.C.; Miller, R.J.D. (2014). Two-Dimensional Spectroscopy of a Molecular Dimer Unveils the Effects of Vibronic Coupling on Exciton Coherences. Nature Chemistry. 6 (3): 196—201. Bibcode:2014NatCh...6..196H. doi:10.1038/nchem.1834. PMID 24557133.
- . evolution.berkeley.edu. Архів оригіналу за 22 Грудня 2019. Процитовано 5 листопада 2018.
- Trixler, Frank (August 2013). Quantum Tunnelling to the Origin and Evolution of Life. Current Organic Chemistry. 17 (16): 1758—1770. doi:10.2174/13852728113179990083. ISSN 1385-2728. PMC 3768233. PMID 24039543.
- Yu, Sung-Lim; Lee, Sung-Keun (March 2017). Ultraviolet radiation: DNA damage, repair, and human disorders. Molecular & Cellular Toxicology (англ.). 13 (1): 21—28. doi:10.1007/s13273-017-0002-0. ISSN 1738-642X.
- Klopping, Hein L. (May 1971). Olfactory theories and the odors of small molecules. Journal of Agricultural and Food Chemistry (англ.). 19 (5): 999—1004. doi:10.1021/jf60177a002. ISSN 0021-8561. PMID 5134656.
- Malcolm Dyson, G. (9 липня 1938). The scientific basis of odour. Journal of the Society of Chemical Industry (англ.). 57 (28): 647—651. doi:10.1002/jctb.5000572802. ISSN 0368-4075.
- Turin, Luca (1996). A Spectroscopic Mechanism for Primary Olfactory Reception. Chemical Senses (англ.). 21 (6): 773—791. doi:10.1093/chemse/21.6.773. ISSN 0379-864X.
- Brookes, Jennifer C. (1 травня 2017). Quantum effects in biology: golden rule in enzymes, olfaction, photosynthesis and magnetodetection. Proc. R. Soc. A (англ.). 473 (2201): 20160822. Bibcode:2017RSPSA.47360822B. doi:10.1098/rspa.2016.0822. ISSN 1364-5021. PMC 5454345. PMID 28588400.
- . Архів оригіналу за 22 Грудня 2019. Процитовано 8 листопада 2018.
- (PDF). 5 квітня 1991. Архів оригіналу (PDF) за 5 Листопада 2021. Процитовано 7 листопада 2018.
- Block, Eric; Batista, Victor S.; Matsunami, Hiroaki; Zhuang, Hanyi; Ahmed, Lucky (10 травня 2017). The role of metals in mammalian olfaction of low molecular weight organosulfur compounds. Natural Product Reports. 34 (5): 529—557. doi:10.1039/c7np00016b. ISSN 0265-0568. PMC 5542778. PMID 28471462.
- Keller, Andreas; Vosshall, Leslie B (21 березня 2004). A psychophysical test of the vibration theory of olfaction. Nature Neuroscience (En) . 7 (4): 337—338. doi:10.1038/nn1215. ISSN 1097-6256. PMID 15034588.
- Johnson, P. J. M.; Farag, M. H.; Halpin, A.; Morizumi, T.; Prokhorenko, V. I.; Knoester, J.; Jansen, T. L. C.; Ernst, O. P.; Miller, R. J. D. (2017). The Primary Photochemistry of Vision Occurs at the Molecular Speed Limit. J. Phys. Chem. B. 121 (16): 4040—4047. doi:10.1021/acs.jpcb.7b02329. PMID 28358485.
- Schoenlein, R. W.; Peteanu, L. A.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. (18 жовтня 1991). The first step in vision: femtosecond isomerization of rhodopsin. Science. 254 (5030): 412—415. Bibcode:1991Sci...254..412S. doi:10.1126/science.1925597. ISSN 0036-8075. PMID 1925597.
- . math.ucr.edu. Архів оригіналу за 21 Лютого 2020. Процитовано 5 листопада 2018.
- Panitchayangkoon, Gitt; Hayes, Dugan; Fransted, Kelly A.; Caram, Justin R.; Harel, Elad; Wen, Jianzhong; Blankenship, Robert E.; Engel, Gregory S. (2017). Quantum Biometrics with Retinal Photon Counting. Physical Review Applied. 8 (4): 044012. arXiv:1704.04367. Bibcode:2017PhRvP...8d4012L. doi:10.1103/PhysRevApplied.8.044012.
- arXiv, Emerging Technology from the. . MIT Technology Review (англ.). Архів оригіналу за 9 Листопада 2018. Процитовано 8 листопада 2018.
- Apte SP, Quantum biology: Harnessing nano-technology’s last frontierwith modified excipients and food ingredients [ 22 Грудня 2019 у Wayback Machine.], J. Excipients and Food Chemicals, 5(4), 177-183, 2014
- Nagel, Zachary D.; Klinman, Judith P. (24 жовтня 2006). Tunneling and Dynamics in Enzymatic Hydride Transfer. ChemInform. 37 (43). doi:10.1002/chin.200643274. ISSN 0931-7597.
- Gray, Harry B.; Winkler, Jay R. (1 серпня 2003). Electron tunneling through proteins. Quarterly Reviews of Biophysics. 36 (3): 341—372. doi:10.1017/S0033583503003913. ISSN 1469-8994.
- Nagel, Zachary D.; Klinman, Judith P. (1 серпня 2006). Tunneling and Dynamics in Enzymatic Hydride Transfer. Chemical Reviews. 106 (8): 3095—3118. doi:10.1021/cr050301x. ISSN 0009-2665.
- Lambert, Neill; Chen, Yueh-Nan; Cheng, Yuan-Chung; Li, Che-Ming; Chen, Guang-Yin; Nori, Franco (1 січня 2013). Quantum biology. Nature Physics. 9 (1): 10—18. Bibcode:2013NatPh...9...10L. doi:10.1038/nphys2474. ISSN 1745-2473.
- Hore, P. J.; Mouritsen, Henrik (5 липня 2016). The Radical-Pair Mechanism of Magnetoreception. Annual Review of Biophysics. 45 (1): 299—344. doi:10.1146/annurev-biophys-032116-094545. PMID 27216936.
- Schulten, Klaus; Swenberg, Charles E.; Weller, Albert (1978). A Biomagnetic Sensory Mechanism Based on Magnetic Field Modulated Coherent Electron Spin Motion : Zeitschrift für Physikalische Chemie. Zeitschrift für Physikalische Chemie. 111: 1—5. doi:10.1524/zpch.1978.111.1.001.
- Kominis, I.K. (2015). The radical-pair mechanism as a paradigm for the emerging science of quantum biology. Mod. Phys. Lett. B. 29: 1530013. arXiv:1512.00450. Bibcode:2015MPLB...29S0013K. doi:10.1142/S0217984915300136.
- T., Rodgers, Christopher (1 січня 2009). Magnetic field effects in chemical systems. Pure and Applied Chemistry. 81 (1): 19—43. doi:10.1351/PAC-CON-08-10-18. ISSN 1365-3075.
- Steiner, Ulrich E.; Ulrich, Thomas (1 січня 1989). Magnetic field effects in chemical kinetics and related phenomena. Chemical Reviews. 89 (1): 51—147. doi:10.1021/cr00091a003. ISSN 0009-2665.
- Woodward, J. R. (1 вересня 2002). Radical Pairs in Solution. Progress in Reaction Kinetics and Mechanism. 27 (3): 165—207. doi:10.3184/007967402103165388.
- Wiltschko, Roswitha; Ahmad, Margaret; Nießner, Christine; Gehring, Dennis; Wiltschko, Wolfgang (1 травня 2016). Light-dependent magnetoreception in birds: the crucial step occurs in the dark. Journal of the Royal Society, Interface. 13 (118): 20151010. doi:10.1098/rsif.2015.1010. ISSN 1742-5662. PMC 4892254. PMID 27146685.
- Levine, Raphael D. (2005). Molecular Reaction Dynamics. Cambridge University Press. с. 16–18. ISBN .
- Harald Krug; Harald Brune; Gunter Schmid; Ulrich Simon; Viola Vogel; Daniel Wyrwa; Holger Ernst; Armin Grunwald; Werner Grunwald (2006). Nanotechnology: Assessment and Perspectives. Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K. с. 197–240. ISBN .
Література
- Abbott, Davies, Pati, eds, Quantum Aspects of Life, 2008.
- How Long is a Piece of Time? Phenomenal Time and Quantum Coherence. Toward a Solution Vimal (Ram Lakhan Pandey) & Davia (Christopher James) Quantum Biosystems, 1(2) 102-151, Editor Massimo Pregnolato
- Derek Abbott, Julio Gea-Banacloche, Paul C. W. Davies, Stuart Hameroff, Anton Zeilinger, Jens Eisert, Howard M. Wiseman, Sergey M. Bezrukov, and Hans Frauenfelder, "Plenary debate: quantum effects in biology―trivial or not?" Fluctuation and Noise Letters, 8(1), pp. C5–C26, 2008.
- Ball, Philip (2011). Physics of life: The dawn of quantum biology. Nature. 474 (7351): 272—274. Bibcode:2011Natur.474..272B. doi:10.1038/474272a. PMID 21677723.
- Bordonaro, M; Ogryzko, VV (2013). Quantum biology at the cellular level - Elements of the research program. Biosystems. 112 (1): 11—30. arXiv:1304.0683. Bibcode:2013arXiv1304.0683B. doi:10.1016/j.biosystems.2013.02.008. PMID 23470561.
- (2004). Does quantum mechanics play a non-trivial role in life?. BioSystems. 78 (1–3): 69—79. doi:10.1016/j.biosystems.2004.07.001. PMID 15555759.
- P.C.W. Davies, "Quantum fluctuations and life", quant-ph/0403017, 2 March 2004
- ; Al-Khalili, Jim (1999). A quantum mechanical model of adaptive mutation. BioSystems. 50 (3): 203—211. doi:10.1016/s0303-2647(99)00004-0. PMID 10400270.
- Jim Al-Khalili and Johnjoe McFadden, Life on the Edge: The Coming of Age of Quantum Biology, Bantam Press, 2014
- ; Al-Khalili, Jim (2018). The Origins of Quantum Biology. Proceedings of the Royal Society A. 474 (2220): 20180674. Bibcode:2018RSPSA.47480674M. doi:10.1098/rspa.2018.0674. PMC 6304024. PMID 30602940.
- Ogryzko, VV (2008). Erwin Schroedinger, Francis Crick and epigenetic stability. Biol Direct. 3: 15. doi:10.1186/1745-6150-3-15. PMC 2413215. PMID 18419815.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом () - Erwin Schrödinger. (What is Life?), Cambridge, 1944.
- (2000). Why the brain is probably not a quantum computer. Information Sciences. 128 (3–4): 155—179. doi:10.1016/s0020-0255(00)00051-7.
- Trixler, F. (2013). Quantum tunnelling to the origin and evolution of life. Current Organic Chemistry. 17 (16): 1758—1770. doi:10.2174/13852728113179990083. PMC 3768233. PMID 24039543.
- Taiebyzadeh, Payam (2019). Microscopic Sages: The Vital Movement of the Particles in Cells, The Breathing Theory of PNA (Monism). Riverside, Iran: Shamloo Publications Center.
Посилання
- 2015 seminar at The Royal Institution: "Quantum Biology: An Introduction" [ 7 Березня 2020 у Wayback Machine.]
- Quantum Biology and the Hidden Nature of Nature, World Science Festival 2012, video of podium discussion [ 28 Листопада 2019 у Wayback Machine.]
- Theoretical and Computational Biophysics Group, University of Illinois at Urbana-Champaign [ 11 Травня 2021 у Wayback Machine.]
- Quantum Biology Workshop, September 2012, University of Surrey, UK - videos of plenary talks and interviews with participants [ 18 березня 2013 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Cya stattya ye sirim perekladom z inshoyi movi Mozhlivo vona stvorena za dopomogoyu mashinnogo perekladu abo perekladachem yakij nedostatno volodiye oboma movami Bud laska dopomozhit polipshiti pereklad Kvantova biologiya vidnositsya do zastosuvannya kvantovoyi mehaniki ta teoretichnoyi himiyi do biologichnih ob yektiv ta problem Bagato biologichnih procesiv za svoyeyu suttyu ye peretvorennyam pevnih vidiv energiyi u formi pridatni dlya himichnih reakcij ta za svoyeyu suttyu ye efektami kvantovoyi mehaniki Taki procesi vklyuchayut himichni reakciyi poglinannya svitla perevid elektroniv u zbudzhenij stan peredachu zbudzhennya ta obmin elektronami i protonami zazvichaj ionami vodnyu v himichnih procesah takih yak fotosintez nyuh ta klitinne dihannya Kvantova biologiya mozhe vikoristovuvati obrahunki shob modelyuvati biologichni efekti z urahuvannyam kvantovoyi mehaniki Kvantova biologiya pov yazana z vplivom netrivialnih kvantovih yavish yaki mozhna poyasniti yaksho zvesti biologichni efekti do fundamentalnoyi fiziki prote ci efekti mozhut buti skladnimi dlya vivchennya a takozh spekulyativnimi Pole doslidzhennya ne potrebuye vidkrittya bud yakih novih fizichnih principiv oskilki doslidzhennya shvidkosti reakcij ta peredachi energiyi na kvantovomu rivnu vzhe ye dobre vivchenimi Na sogodnishnij den ne isnuye zhodnih sposterezhen z kvantovoyi biologiyi yaki b oznachali sho kvantovi efekti sposterigayutsya v makroskopichnih organizmah okrim mislennyevih eksperimentiv napriklad yak z kotom Shredingera abo yaki b mogli poyasniti viniknennya zhittya IstoriyaKvantova biologiya ce vrazhayucha sfera nauki bilshist suchasnih doslidzhen u yakij ye teoretichnimi ta vidnosyatsya do pitan yaki potrebuyut podalshih eksperimentiv Tomu na cyu sferu lishe nedavno zvernuli uvagu vona bula konceptualizovana fizikami u 20 mu stolitti Pioneri kvantovoyi fiziki bachili sho vona mozhe szastosovuvatis u virishenni biologichnih problem Napriklad Ervin Shredinger u svoyij knizi 1944 roku Sho take zhittya opisuvav praktichne zastosuvannya kvantovoyi fiziki u vivchenni biologiyi Shredinger vviv ideyu neperiodichnogo kristalu yakij zberigaye genetichnu informaciyu v kovalentnih himichnih zv yazkah Takozh piznishe vin pripustiv sho genetichni mutaciyi vinikayut vnaslidok kvantovih stribkiv In 1963 Per Olov Lovdin opublikuvav stattyu pro te sho kvantove tunelyuvannya ye she odnim mehanizmom mutaciyi DNK V svoyij roboti vin zaznachiv sho ce nova sfera nauki yaku nazvav kvantovoyu biologiyeyu ZastosuvannyaFotosintez Shema kompleksu FMO Svitlo zbudzhuye elektroni v anteni Potim zbudzhennya peredayetsya cherez rizni bilki kompleksu FMO do reakcijnogo centru dlya podalshogo fotosintezu Organizmi sho prohodyat fotosintez spochatku poglinayut energiyu svitla cherez proces zbudzhennya elektroniv v anteni Cya antena zalezhit vid vidu organizma Bakteriyi mozhut vikoristovuvati kilcepodibni strukturi yak anteni todi yak roslini ta inshi organizmi vikoristovuyut hlorofilni pigmenti dlya poglinannya fotoniv Ce zbudzhennya elektroniv stvoryuye podil zaryadu v misci reakciyi yakij zgodom peretvoryuyetsya v himichnu energiyu dlya vikoristannya klitini Odnak ce zbudzhennya elektroniv povinno buti peredane efektivno ta svoyechasno do togo yak energiya vitratitsya na fluorescenciyu chi teplovij kolivalnij ruh Rizni strukturi vidpovidayut za peredachu energiyi vid anten do misc reakciyi Odnim z najbilsh dobre vivchenih ye kompleks FMO v zelenih sirchanih bakteriyah Doslidzhennya za dopomogoyu elektronnoyi spektroskopiyi pokazuyut sho efektivnist poglinannya ta perenesenya elektroniv do misc de vidbuvayetsya reakci dosyagaye 99 Cya visoka efektivnist ne mozhe buti poyasnena klasichnoyu mehanikoyu napriklad difuzijnoyu modellyu Doslidzhennya opublikovane v 2007 roci vimagalo identifikaciyi elektronnoyi kvantovoyi kogerentnosti pri 196 C 77 K Podalshe doslidzhennya nadali zayavlyalo pro nadzvichajno dovgovichnu kvantovu kogorentnist navt pri 4 S sho bulo viznacheno yak prichinu visokoyi efektivnosti peredachi zbudzhennya mizh riznimi pigmentami na svitlozbiralnij stadiyi fotosintezu Takim chinom bulo visunuto pripushennya sho priroda shlyahom evolyuciyi rozrobila sposib zahistu kvantovoyi kogerentnosti dlya pidvishennya efektivnosti fotosintezu Odnak podalshi doslidzhennya stavlyat pid sumniv interpretaciyu cih rezultativ i prisvoyuyut signaturi elektronnoyi kvantovoyi kogerentnosti yadernij dinamici v hromoforah Povidomlennya pro neochikuvano dovgij chas kvantovoyi kogerenciyi prizveli do velikoyi kilkosti doslidzhen Bulo visunuto nizku teorij yakimi namagalis poyasniti zayavlenu dovgotrivalu kogerenciyu Zgidno z odniyeyu propoziciyeyu yaksho kozhna dilyanka v kompleksi vidchuvaye vlasnij shum nakolishnogo seredovisha a tomu cherez kvantovu kogerentnist i teplove seredovishe elektron ne potrapit v lokalnij minimumi a perejde do miscya reakciyi Insha teoriya polyagaye v tomu sho trivalist kvantovoyi kogerentnosti v poyednanni z tunelyuvannyam elektroniv stvoryuye energetichnu voronku yaka shvidko peremishuye elektron do miscya reakciyi Insha robota pripuskaye sho simetriya prisutnya v geometrichnij formi kompleksu mozhe spriyati efektivnomu perenesennyu energiyi v reakcijnij centr takim chinom yak i v vipadku stanu idealnoyi peredachi v kvantovih merezhah Odnak retelni kontrolni eksperimenti stavlyat pid sumniv te sho kvantovi efekti trivayut dovshe nizh sto femtosekund Mutaciya DNK Dezoksiribonukleyinova kislota DNK ye instrukciyeyu dlya stvorennya bilkiv po vsomu organizmu Vona skladayetsya z 4 nukleotidiv guaninu timinu citozinu ta adeninu Poryadok cih nukleotidiv i ye receptom dlya riznih bilkiv Shorazu koli klitina dilitsya vona povinna kopiyuvati ci nitki DNK Odnak inodi pid chas procesu kopiyuvannya mozhe vinikati mutaciya abo pomilka v kodi DNK Teoriya sho obgruntovuye mutaciyi DNK poyasnyuyetsya v modeli mutaciyi DNK Loudina U cij modeli nukleotid mozhe zminyuvati svoyu formu cherez proces kvantovogo tunelyuvannya Cherez ce zminenij nukleotid vtrachaye zdatnist paruvatis z originalnim komplementarnim bilkom a otzhe zminit strukturu ta poryadok lancyuga DNK Vpliv ultrafioletovih promeniv ta inshih vidiv viprominyuvannya mozhe sprichiniti mutaciyu ta poshkodzhennya DNK Viprominyuvannya takozh mozhe zminyuvati zv yazki vzdovzh lancyuga DNK v pirimidinah i viklikati yih skleyuvannya z samim soboyu stvoryuyuchi dimer U bagatoh prokariotiv i roslin ci zv yazki vidnovlyuyutsya do yih pevisnoyi formi za dopomogoyu fotoliazi fermentu sho vidnovlyuye DNK Yak viplivaye z prefiksu fotoliaza pokladayetsya na svitlo dlya togo shob vidnoviti DNK Fotoliaza pracyuye zi svoyim kofaktorom FADH flavin adeninudinukleotidom odnochasno vidnovlyuyuchi DNK Fotoliaza zbudzhuyetsya vidimim svitlom i peredaye elektron do kofaktora FADH FADH yakij zaraz maye dodatkovij elektron viddaye jogo dimeru shob rozirvati zv yazok i vidnoviti DNK Cya peredacha elektrona zdijsnyuyetsya cherez tunelyuvannya elektrona vid FADH do dimeru Hocha vidstan tunelyuvannya nabagato bilsha nizh mozhliva u vakuumi tunelyuvannya v comu scenariyi ye yak kazhut tunelyuvannyam za dopomogoyu superobminu i mozhlive zavdyaki zdatnosti bilka pidvishuvati jmovirnist tunelyuvannya elektrona Vibracijna teoriya nyuhu Proces nyuhu mozhna rozbiti na dvi chastini prijom ta viyavlennya himichnoyi rechovini i nadsilannya cogo viyavlennya ta obrobka mozkom Proces viyavlennya zapahu dosi ye ne do kincya vivchenim Odna teoriya nazvana teoriyeyu formi nyuhu pripuskaye sho pevni nyuhovi receptori spracovuyut pevnimi formami himichnih rechovin i ci receptori nadsilayut mozku pevne povidomlennya Insha teoriya zasnovana na kvantovih yavishah pripuskaye sho nyuhovi receptori viyavlyayut vibraciyu molekul yaki do nih potraplyayut i zapah obumovlenij riznimi chastotami kolivannya cyu teoriyu yakraz i nazivayut teoriyeyu vibraciyi nyuhu Teoriya vibracij nyuhu opisana v 1938 roci Malkom Dajsonom ale znovu zgaduyetsya Luka Turinom u 1996 r pripuskaye sho mehanizm nyuhu obumovlenij receptorami bilka G yaki viyavlyayut molekulyarni kolivannya cherez neelastichne tunelyuvannya elektroniv tunelyuvannya de elektron vtrachaye energiyu u molekuli U comu procesi molekula zapovnila b misce zv yazuvannya z receptorom G bilka Pislya zv yazuvannya himichnoyi rechovini z receptorom himichna rechovina potim bude vikonuvati funkciyu mosta sho peredati elektron cherez bilok Oskilki elektron peredayetsya cherez molekulu sho zazvichaj ye bar yerom dlya elektroniv vin vtrachaye svoyu energiyu cherez vibraciyu molekuli neshodavno zvyazanoyi z receptorom v rezultati chogo mi mozhemo vidchuvati zapah molekuli Hocha teoriya vibraciyi maye deyake eksperimentalne pidtverdzhennya prote eksperimenti dali spirni rezultati V deyakih eksperimentah tvarini zdatni rozriznyati zapahi mizh molekulami riznoyi chastoti i odnakovoyi strukturi inshi eksperimenti pokazuyut sho lyudi ne zdatni rozriznyati zapahi riznoyi molekulyarnoyi chastoti Odnak cya teoriye she ne ye sprostovanoyu i navit bulo pokazano sho kvantovi efekti vplivayut na nyuh tvarin okrim lyudej takih yak muhi bdzholi ta ribi Zir Zir pokladayetsya na kvantovanu energiyu dlya togo shob peretvortiti svitlovi signali u potencial diyi za dopomogoyu procesu yakij nazivayetsya U fototransdukciyi foton vzayemodiye z hromoforom u receptori svitla Hromofor poglinaye foton i piddayetsya fotoizomerizaciyi Cya zmina strukturi provokuye zminu strukturi fotoreceptora i rezultatom cogo ye zmina shlyahiv transdukciyi vizualnogo signalu Odnak reakciya fotoizomerizaciyi vidbuvayetsya z nadzvichajnoyu shvidkistyu menshe 200 femtosekund Deyaki modeli zaznachayut sho dlya cogo vikoristovuyutsya kvantovi efekti Naslidki kvantovogo zoru Eksperimenti pokazali sho lyudske oko dostatno chutlive navit dlya viyavlennya odnogo fotona Mozhlivist reaekciyi navit na odin foton mozhe prizvesti do poyavi novihtehnologij Odniyeyu z oblastej rozvitku ye kvantova komunikaciya ta kriptografiya Ideya polyagaye u stvorenni biometrichnoyi sistemi dlya identifikaciyi oka vikoristovuyuchi lishe neveliku kilkist tochok po sitkivci za dopomogoyu vipadkovih spalahiv fotoniv yaki zchituyut sitkivku ta identifikuyut individa Cya biometrichna sistema dozvolila b rozshifruvati povidomlennya lishe pevnij osobi z osoblivoyu mapoyu sitkivki Aktivnist fermentiv kvantova biohimiya Fermenti mozhut vikoristovuvati kvantove tunelyuvannya dlya peredachi elektroniv na veliki vidstani Cilkom mozhlivo sho chetvertinna struktura bilka mogla rozvinutisya tak shob zabezpechiti stijke kvantove zaplutuvannya ta kogerentnist Bilsh konkretno voni mozhut zbilshuvati vidsotok reakcij za dopomogoyu tunelyuvannya vodnyu Tunelyuvannya oznachaye zdatnist chestinki z nevelikoyu masoyu teleportuvatis cherez energetichni bar yeri Cya zdatnist obumovlena principom vzayemodopovnyuvanosti zgidno z yakim pevni ob yekti mayut pari vlastivostej yaki nemozhlivo vimiryati okremo bez zmini rezultatu vimiryuvannya Elektroni mayut vlastivosti yak hvili tak i chastinki a tomu voni mozhut prohoditi cherez fizichni bar yeri yak hvilya ne porushuyuchi zakoniv fiziki Doslidzhennya pokazuyut sho peredacha elektroniv na veliki vidstani mizh okisno vidnovnimi centrami cherez kvantove tunelyuvannya vidigraye vazhlivu rol u fermentativnij aktivnosti fotosintezu ta klitinnogo dihannya Napriklad doslidzhennya pokazuyut sho tunelyuvannya elektroniv na velikij vidstani dlya poryadku 15 30 A graye veliku rol v okisno vidnovnih reakciyah v fermentah klitinnogo dihannya Bez kvantovogo tunelyuvannya organizmi ne zmogli b peretvoriti energiyu dosit shvidko shob pidtrimuvati rist Nezvazhayuchi na te sho fermenti okisno vidnovnih dilyanok duzhe silno vidriznyayutsya elektroni uspishno perenosyatsya nezalezhno vid temperaturi okrim ekstremalnih umov ta zalezhno vid vidstani Ce govorit pro zdatnist elektroniv do tunelyuvannya u fiziologichnih umovah Potribni podalshi doslidzhennya shob viznachiti chi ye ce specifichne tunelyuvannya kogerentnim Magnitorecepciya Magnitoprijnyattya vidnositsya do zdatnosti tvarin oriyentuvatisya vikoristovuyuchi magnitne pole Zemli Mozhlivim poyasnennyam magnitorecepciyi ye mehanizm zaplutanoyi par radikaliv Mehanizm par radikaliv dobre zarekomenduvav sebe v spinovij himiyi i yak vvazhayut zastosovuyetsya dlya magnitorecepciyi Vidnoshennya mizh odinarnoyu i tripletnoyu parami zminyuyetsya cherez vzayemodiyeyu zaplutanih elektronnih par z magnitnim polem Zemli U 2000 roci kriptohrom buv zaproponovanij yak magnitna molekula yaka mogla b mistiti chutlivi do magnitiv pari radikaliv Kriptohrom flavoproteyin yakij zustrichayetsya v ochah vilshanok ta inshih vidiv tvarin yedinij bilok yakij yak vidomo utvoryuye u tvarin fotoindukovani pari radikaliv Pid chas vzayemodiyi zi svitlovimi chastinkami kriptohrom prohodit cherez okisno vidnovnu reakciyu yaka utovoryuye radikalni pari pid chas fotoredukciyi i pri okislenni Funkciya kriptohromu ye riznoyu dlya riznih vidiv prote fotoindukciya par radikaliv vidbuvayetsya shlyahom vplivu sinogo svitla yakij zbudzhuye elektron u hromofori Magnitorecepciya mozhliva takozh u povnij temryavi tomu mehanizm povinen bilshe pokladatisya na radikalni pari sho utvoryuyutsya pid chas nezalezhnogo vid nayavnosti svitla okislennya Eksperimenti v laboratoriyi pidtrimuyut osnovnu teoriyu pro te sho na elektroni radikalnih par mozhut silno vplivati duzhe slabki magnitni polya tobto napryamok slabkih magnitnih poliv mozhe vplivati na reakcijnu zdatnist radikalnoyi pari i otzhe mozhe katalizuvati utvorennya himichnih produktiv Chi zastosovuyetsya cej mehanizm dlya magnitoracepciyi ta abo kvantovoyi biologiyi tobto chi magnitne pole Zemli katalizuye utvorennya biohimichnih produktiv za dopomogoyu par radikaliv ne viznacheno z dvoh prichin Persha polyagaye v tomu sho pari radikaliv mozhlivo ne potribno buti zaplutanoyu sho ye klyuchovoyu kvantovoyu osoblivistyu mehanizmu par radikaliv shob grati rol u cih procesah Isnuyut zaplutani i ne zaplutani radikalni pari Odnak doslidniki znajshli dokazi togo sho radikalo parnij mehanizm magnitorecepciyi isnuye koli vilshanki targani ta sadovi charotniki vzhe ne mogli oriyentuvatisya pid diyeyu radiochastoti yaka pereshkodzhaye magnitnim polyam ta himiyi radikalnoyi pari Shob empirichno viznachiti te sho zaplutanist spravdi vikoristovuyetsya slid bulo b rozrobiti eksperiment yakij mig bi porushiti zaplutani pari radikaliv ne porushuyuchi inshih par radikaliv abo navpaki sho spochatku potribno bulo b prodemonstruvati v laboratornih umovah persh nizh zastosovuvati jogo in vivo Inshi biologichni zastosuvannya Inshi prikladi kvantovih yavish u biologichnih sistemah vklyuchayut peretvorennya himichnoyi energiyi v ruh ta brounivski dviguni v bagatoh klitinnih procesah Div takozhKvantova svidomist Kvantova mehanikaPrimitkiQuantum Biology 11 Travnya 2021 u Wayback Machine University of Illinois at Urbana Champaign Theoretical and Computational Biophysics Group Quantum Biology Powerful Computer Models Reveal Key Biological Mechanism 5 Chervnya 2019 u Wayback Machine Science Daily Retrieved Oct 14 2007 Brookes J C 2017 Quantum effects in biology golden rule in enzymes olfaction photosynthesis and magnetodetection Proceedings of the Royal Society A 473 2201 20160822 Bibcode 2017RSPSA 47360822B doi 10 1098 rspa 2016 0822 PMC 5454345 PMID 28588400 Al Khalili Jim angl arhiv originalu za 12 Kvitnya 2020 procitovano 7 grudnya 2018 Margulis Lynn Sagan Dorion 1995 What Is Life Berkeley University of California Press s 1 Dostal Jakub Mancal Tomas Augulis Ramunas Vacha Frantisek Psencik Jakub Zigmantas Donatas 18 lipnya 2012 Two dimensional electronic spectroscopy reveals ultrafast energy diffusion in chlorosomes Journal of the American Chemical Society 134 28 11611 11617 doi 10 1021 ja3025627 ISSN 1520 5126 PMID 22690836 Engel GS Calhoun TR Read EL Ahn TK Mancal T Cheng YC ta in 2007 Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems Nature 446 7137 782 6 Bibcode 2007Natur 446 782E doi 10 1038 nature05678 PMID 17429397 Panitchayangkoon G Hayes D Fransted K A Caram J R Harel E Wen J Z Blankenship R E Engel G S 2010 Long lived quantum coherence in photosynthetic complexes at physiological temperature Proc Natl Acad Sci 107 29 12766 12770 arXiv 1001 5108 Bibcode 2010PNAS 10712766P doi 10 1073 pnas 1005484107 PMC 2919932 PMID 20615985 R Tempelaar T L C Jansen J Knoester 2014 Vibrational Beatings Conceal Evidence of Electronic Coherence in the FMO Light Harvesting Complex J Phys Chem B 118 45 12865 12872 doi 10 1021 jp510074q PMID 25321492 N Christenson H F Kauffmann T Pullerits T Mancal 2012 Origin of Long Lived Coherences in Light Harvesting Complexes J Phys Chem B 116 25 7449 7454 arXiv 1201 6325 Bibcode 2012arXiv1201 6325C doi 10 1021 jp304649c PMC 3789255 PMID 22642682 A Kolli E J O Reilly G D Scholes A Olaya Castro 2012 The fundamental role of quantized vibrations in coherent light harvesting by cryptophyte algae J Chem Phys 137 17 174109 arXiv 1203 5056 Bibcode 2012JChPh 137q4109K doi 10 1063 1 4764100 PMID 23145719 V Butkus D Zigmantas L Valkunas D Abramavicius 2012 Vibrational vs electronic coherences in 2D spectrum of molecular systems Chem Phys Lett 545 30 40 43 arXiv 1201 2753 Bibcode 2012CPL 545 40B doi 10 1016 j cplett 2012 07 014 V Tiwari W K Peters D M Jonas 2013 Electronic resonance with anticorrelated pigment vibrations drives photosynthetic energy transfer outside the adiabatic framework Proc Natl Acad Sci USA 110 4 1203 1208 doi 10 1073 pnas 1211157110 PMC 3557059 PMID 23267114 E Thyrhaug K Zidek J Dostal D Bina D Zigmantas 2016 Exciton Structure and Energy Transfer in the Fenna Matthews Olson Complex J Phys Chem Lett 7 9 1653 1660 doi 10 1021 acs jpclett 6b00534 PMID 27082631 Y Fujihashi G R Fleming A Ishizaki 2015 Impact of environmentally induced fluctuations on quantum mechanically mixed electronic and vibrational pigment states in photosynthetic energy transfer and 2D electronic spectra J Chem Phys 142 21 212403 arXiv 1505 05281 Bibcode 2015JChPh 142u2403F doi 10 1063 1 4914302 PMID 26049423 Mohseni Masoud Rebentrost Patrick Lloyd Seth Aspuru Guzik Alan 7 listopada 2008 Environment assisted quantum walks in photosynthetic energy transfer The Journal of Chemical Physics 129 17 174106 arXiv 0805 2741 Bibcode 2008JChPh 129q4106M doi 10 1063 1 3002335 ISSN 0021 9606 PMID 19045332 Plenio M B Huelga S F 1 listopada 2008 Dephasing assisted transport quantum networks and biomolecules IOPscience New Journal of Physics 10 11 113019 arXiv 0807 4902 Bibcode 2008NJPh 10k3019P doi 10 1088 1367 2630 10 11 113019 Lee Hohjai 2009 Springer Series in Chemical Physics T 92 s 607 609 Bibcode 2009up16 book 607L doi 10 1007 978 3 540 95946 5 197 ISBN 978 3 540 95945 8 Arhiv originalu za 3 Lyutogo 2021 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite book title Shablon Cite book cite book a Proignorovano journal dovidka Walschaers Mattia Fernandez de Cossio Diaz Jorge Mulet Roberto Buchleitner Andreas 29 zhovtnya 2013 Optimally Designed Quantum Transport across Disordered Networks Physical Review Letters 111 18 180601 arXiv 1207 4072 Bibcode 2013PhRvL 111r0601W doi 10 1103 PhysRevLett 111 180601 PMID 24237498 Halpin A Johnson P J M Tempelaar R Murphy R S Knoester J Jansen T L C Miller R J D 2014 Two Dimensional Spectroscopy of a Molecular Dimer Unveils the Effects of Vibronic Coupling on Exciton Coherences Nature Chemistry 6 3 196 201 Bibcode 2014NatCh 6 196H doi 10 1038 nchem 1834 PMID 24557133 evolution berkeley edu Arhiv originalu za 22 Grudnya 2019 Procitovano 5 listopada 2018 Trixler Frank August 2013 Quantum Tunnelling to the Origin and Evolution of Life Current Organic Chemistry 17 16 1758 1770 doi 10 2174 13852728113179990083 ISSN 1385 2728 PMC 3768233 PMID 24039543 Yu Sung Lim Lee Sung Keun March 2017 Ultraviolet radiation DNA damage repair and human disorders Molecular amp Cellular Toxicology angl 13 1 21 28 doi 10 1007 s13273 017 0002 0 ISSN 1738 642X Klopping Hein L May 1971 Olfactory theories and the odors of small molecules Journal of Agricultural and Food Chemistry angl 19 5 999 1004 doi 10 1021 jf60177a002 ISSN 0021 8561 PMID 5134656 Malcolm Dyson G 9 lipnya 1938 The scientific basis of odour Journal of the Society of Chemical Industry angl 57 28 647 651 doi 10 1002 jctb 5000572802 ISSN 0368 4075 Turin Luca 1996 A Spectroscopic Mechanism for Primary Olfactory Reception Chemical Senses angl 21 6 773 791 doi 10 1093 chemse 21 6 773 ISSN 0379 864X Brookes Jennifer C 1 travnya 2017 Quantum effects in biology golden rule in enzymes olfaction photosynthesis and magnetodetection Proc R Soc A angl 473 2201 20160822 Bibcode 2017RSPSA 47360822B doi 10 1098 rspa 2016 0822 ISSN 1364 5021 PMC 5454345 PMID 28588400 Arhiv originalu za 22 Grudnya 2019 Procitovano 8 listopada 2018 PDF 5 kvitnya 1991 Arhiv originalu PDF za 5 Listopada 2021 Procitovano 7 listopada 2018 Block Eric Batista Victor S Matsunami Hiroaki Zhuang Hanyi Ahmed Lucky 10 travnya 2017 The role of metals in mammalian olfaction of low molecular weight organosulfur compounds Natural Product Reports 34 5 529 557 doi 10 1039 c7np00016b ISSN 0265 0568 PMC 5542778 PMID 28471462 Keller Andreas Vosshall Leslie B 21 bereznya 2004 A psychophysical test of the vibration theory of olfaction Nature Neuroscience En 7 4 337 338 doi 10 1038 nn1215 ISSN 1097 6256 PMID 15034588 Johnson P J M Farag M H Halpin A Morizumi T Prokhorenko V I Knoester J Jansen T L C Ernst O P Miller R J D 2017 The Primary Photochemistry of Vision Occurs at the Molecular Speed Limit J Phys Chem B 121 16 4040 4047 doi 10 1021 acs jpcb 7b02329 PMID 28358485 Schoenlein R W Peteanu L A Mathies R A Shank C V 18 zhovtnya 1991 The first step in vision femtosecond isomerization of rhodopsin Science 254 5030 412 415 Bibcode 1991Sci 254 412S doi 10 1126 science 1925597 ISSN 0036 8075 PMID 1925597 math ucr edu Arhiv originalu za 21 Lyutogo 2020 Procitovano 5 listopada 2018 Panitchayangkoon Gitt Hayes Dugan Fransted Kelly A Caram Justin R Harel Elad Wen Jianzhong Blankenship Robert E Engel Gregory S 2017 Quantum Biometrics with Retinal Photon Counting Physical Review Applied 8 4 044012 arXiv 1704 04367 Bibcode 2017PhRvP 8d4012L doi 10 1103 PhysRevApplied 8 044012 arXiv Emerging Technology from the MIT Technology Review angl Arhiv originalu za 9 Listopada 2018 Procitovano 8 listopada 2018 Apte SP Quantum biology Harnessing nano technology s last frontierwith modified excipients and food ingredients 22 Grudnya 2019 u Wayback Machine J Excipients and Food Chemicals 5 4 177 183 2014 Nagel Zachary D Klinman Judith P 24 zhovtnya 2006 Tunneling and Dynamics in Enzymatic Hydride Transfer ChemInform 37 43 doi 10 1002 chin 200643274 ISSN 0931 7597 Gray Harry B Winkler Jay R 1 serpnya 2003 Electron tunneling through proteins Quarterly Reviews of Biophysics 36 3 341 372 doi 10 1017 S0033583503003913 ISSN 1469 8994 Nagel Zachary D Klinman Judith P 1 serpnya 2006 Tunneling and Dynamics in Enzymatic Hydride Transfer Chemical Reviews 106 8 3095 3118 doi 10 1021 cr050301x ISSN 0009 2665 Lambert Neill Chen Yueh Nan Cheng Yuan Chung Li Che Ming Chen Guang Yin Nori Franco 1 sichnya 2013 Quantum biology Nature Physics 9 1 10 18 Bibcode 2013NatPh 9 10L doi 10 1038 nphys2474 ISSN 1745 2473 Hore P J Mouritsen Henrik 5 lipnya 2016 The Radical Pair Mechanism of Magnetoreception Annual Review of Biophysics 45 1 299 344 doi 10 1146 annurev biophys 032116 094545 PMID 27216936 Schulten Klaus Swenberg Charles E Weller Albert 1978 A Biomagnetic Sensory Mechanism Based on Magnetic Field Modulated Coherent Electron Spin Motion Zeitschrift fur Physikalische Chemie Zeitschrift fur Physikalische Chemie 111 1 5 doi 10 1524 zpch 1978 111 1 001 Kominis I K 2015 The radical pair mechanism as a paradigm for the emerging science of quantum biology Mod Phys Lett B 29 1530013 arXiv 1512 00450 Bibcode 2015MPLB 29S0013K doi 10 1142 S0217984915300136 T Rodgers Christopher 1 sichnya 2009 Magnetic field effects in chemical systems Pure and Applied Chemistry 81 1 19 43 doi 10 1351 PAC CON 08 10 18 ISSN 1365 3075 Steiner Ulrich E Ulrich Thomas 1 sichnya 1989 Magnetic field effects in chemical kinetics and related phenomena Chemical Reviews 89 1 51 147 doi 10 1021 cr00091a003 ISSN 0009 2665 Woodward J R 1 veresnya 2002 Radical Pairs in Solution Progress in Reaction Kinetics and Mechanism 27 3 165 207 doi 10 3184 007967402103165388 Wiltschko Roswitha Ahmad Margaret Niessner Christine Gehring Dennis Wiltschko Wolfgang 1 travnya 2016 Light dependent magnetoreception in birds the crucial step occurs in the dark Journal of the Royal Society Interface 13 118 20151010 doi 10 1098 rsif 2015 1010 ISSN 1742 5662 PMC 4892254 PMID 27146685 Levine Raphael D 2005 Molecular Reaction Dynamics Cambridge University Press s 16 18 ISBN 978 0 521 84276 1 Harald Krug Harald Brune Gunter Schmid Ulrich Simon Viola Vogel Daniel Wyrwa Holger Ernst Armin Grunwald Werner Grunwald 2006 Nanotechnology Assessment and Perspectives Springer Verlag Berlin and Heidelberg GmbH amp Co K s 197 240 ISBN 978 3 540 32819 3 LiteraturaAbbott Davies Pati eds Quantum Aspects of Life 2008 How Long is a Piece of Time Phenomenal Time and Quantum Coherence Toward a Solution Vimal Ram Lakhan Pandey amp Davia Christopher James Quantum Biosystems 1 2 102 151 Editor Massimo Pregnolato Derek Abbott Julio Gea Banacloche Paul C W Davies Stuart Hameroff Anton Zeilinger Jens Eisert Howard M Wiseman Sergey M Bezrukov and Hans Frauenfelder Plenary debate quantum effects in biology trivial or not Fluctuation and Noise Letters 8 1 pp C5 C26 2008 Ball Philip 2011 Physics of life The dawn of quantum biology Nature 474 7351 272 274 Bibcode 2011Natur 474 272B doi 10 1038 474272a PMID 21677723 Bordonaro M Ogryzko VV 2013 Quantum biology at the cellular level Elements of the research program Biosystems 112 1 11 30 arXiv 1304 0683 Bibcode 2013arXiv1304 0683B doi 10 1016 j biosystems 2013 02 008 PMID 23470561 2004 Does quantum mechanics play a non trivial role in life BioSystems 78 1 3 69 79 doi 10 1016 j biosystems 2004 07 001 PMID 15555759 P C W Davies Quantum fluctuations and life quant ph 0403017 2 March 2004 Al Khalili Jim 1999 A quantum mechanical model of adaptive mutation BioSystems 50 3 203 211 doi 10 1016 s0303 2647 99 00004 0 PMID 10400270 Jim Al Khalili and Johnjoe McFadden Life on the Edge The Coming of Age of Quantum Biology Bantam Press 2014 Al Khalili Jim 2018 The Origins of Quantum Biology Proceedings of the Royal Society A 474 2220 20180674 Bibcode 2018RSPSA 47480674M doi 10 1098 rspa 2018 0674 PMC 6304024 PMID 30602940 Ogryzko VV 2008 Erwin Schroedinger Francis Crick and epigenetic stability Biol Direct 3 15 doi 10 1186 1745 6150 3 15 PMC 2413215 PMID 18419815 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Erwin Schrodinger What is Life Cambridge 1944 2000 Why the brain is probably not a quantum computer Information Sciences 128 3 4 155 179 doi 10 1016 s0020 0255 00 00051 7 Trixler F 2013 Quantum tunnelling to the origin and evolution of life Current Organic Chemistry 17 16 1758 1770 doi 10 2174 13852728113179990083 PMC 3768233 PMID 24039543 Taiebyzadeh Payam 2019 Microscopic Sages The Vital Movement of the Particles in Cells The Breathing Theory of PNA Monism Riverside Iran Shamloo Publications Center ISBN 978 600 116 716 4Posilannya2015 seminar at The Royal Institution Quantum Biology An Introduction 7 Bereznya 2020 u Wayback Machine Quantum Biology and the Hidden Nature of Nature World Science Festival 2012 video of podium discussion 28 Listopada 2019 u Wayback Machine Theoretical and Computational Biophysics Group University of Illinois at Urbana Champaign 11 Travnya 2021 u Wayback Machine Quantum Biology Workshop September 2012 University of Surrey UK videos of plenary talks and interviews with participants 18 bereznya 2013 u Wayback Machine