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Vita 2013, 3

477

e gli enantiomeri C3-endo possono provocare cambiamenti significativi nella conformazione di una porzione dello scheletro fosfato e
anche nell'orientamento della base nucleotidica [11].
3. Un QuantumGate nella frazione desossiribosio

Esiste effettivamente una simmetria o un tipo di equilibrio quantistico che esiste attraverso ciò che equivale a un
doppio pozzo potenziale tra le conformazioni C2-endo e C3-endo desossiribosio, e la selezione enantiomerica tra
questi due isomeri conformazionali è in definitiva determinata dallo spin dell'elettrone. Lo spin dell'elettrone è noto per
determinare la chiralità degli stereoisomeri a causa dell'accoppiamento spin-orbita in un centro chirale, e quindi ne
seguirebbe che da qualche parte nel nucleotide c'è un legame covalente in un centro chirale che determinerebbe
questa conformazione enantiomerica dell'anello desossiribosio . La posizione probabile per un tale legame covalente
enantiomerico desossiribosio che determina la chiralità nel nucleotide è il legame covalente tra il carbonio C2 e il
carbonio C3, che si trova tra l'ovvio centro chirale in C3 e il non così evidente centro chirale atropisomerico in C2. Il
momento angolare orbitale di un elettrone può fornire l'energia necessaria per superare la barriera di energia
relativamente bassa tra le conformazioni C2-endo e C3-endo, e la direzione dello spin dell'elettrone può fornire la
direzione per determinare la selezione chirale tra i due enantiomeri . Questa conversione del momento angolare
orbitale di una particella e della direzione di spin nel lavoro utile di selezione fisica tra due enantiomeri effettua una
rottura di simmetria, ed è essenzialmente la funzione di un motore di Szilard [12] che si sta verificando all'interno
della fisicità dell'informazione che è DNA,

Sebbene il motore Szilard tradizionalmente teorizzato non sia termodinamicamente reversibile, è stato teoricamente dimostrato che un
motore Szilard sarà logicamente e termodinamicamente reversibile se il suo meccanismo è limitato in parte dalla fisicità delle informazioni
con cui funziona in modo tale che quell'informazione è disponibile simultaneamente su entrambi i lati del muro di delimitazione del motore, e
che un tale motore Szilard reversibile sarebbe quindi in grado di funzionare come una porta quantistica [4]. Lo spostamento enantiomerico
tra le conformazioni C2-endo e C3-endo nella parte desossiribosio della molecola di DNA si verifica perché il momento angolare orbitale
dell'elettrone (insieme alla direzione dello spin dell'elettrone) viene convertito nell'utile lavoro di selezione enantiomerica, e questa è
essenzialmente la funzione del motore di Szilard perché l'essenza della funzione del motore di Szilard è che l'informazione è usata per
convertire la quantità di moto delle particelle nel lavoro utile di una rottura di simmetria [12]. I nucleotidi svolgono questa funzione di rottura
della simmetria della determinazione della chiralità utilizzando le informazioni di sequenza della coppia di basi che sono coerentemente
trattenute all'interno e tra di loro a causa delle interazioni di impilamento pi delle basi nucleotidiche aromatiche, e poiché quell'informazione
forma fisicamente parte del suo confine, quel meccanismo del motore di Szilard è logicamente e termodinamicamente reversibile e quindi
funziona come una porta quantistica.

Se il legame C3-C4 è vincolato nell'anello desossiribosio del DNA, le conformazioni enantiomeriche C2-endo e C3-endo
sono separate da una barriera energetica di 0,6 kcal / mole in quello che può essere considerato un doppio pozzo potenziale [5]
. È da notare che questo 0,6 kcal / mole si converte matematicamente a circa 0,0260 eV per molecola, e questo è significativo
perché è simile, ma appropriatamente superiore a 0,0178 eV per bit, che è il cosiddetto "limite di Landauer" (kT ln2) dell'energia
necessaria per cancellare un bit di informazione a 25 ° C. Pertanto, la barriera energetica rappresentata