miércoles, 19 de septiembre de 2012

INFORMACIÓN Y DNA

La evolución sigue siendo más inteligente que sus criaturas

Antonio Campillo Ruiz.

Estructura animada de DNA

   A mediados del siglo XX un transistor tenía un tamaño similar a un guisante. Hoy posee el tamaño de un virus. Uno de los logros de la tecnología moderna, por medio de la nanotecnología, reafirma la desenfadada y hasta jocosa ley del ingeniero norteamericano Gordon Moore que expresó, en esa época, que la potencia de los chips se duplica cada año y medio, así como disminuye su tamaño en igual medida. Parece ser que a finales de esta década los chips de silicio alcanzarán su máximo límite de miniaturización.


    Sin embargo, no han sido los seres humanos, con su descubrimiento de los chips los inventores del almacenamiento de información. Fue la Naturaleza. El ADN, ácido desoxirribonucleico (DNA en iniciales inglesas), la famosa molécula de doble hélice que constituye y almacena la información genética es la base de datos más pequeña que utilizamos todos los seres vivos desde hace unos 3.000 millones de años. Su unidad de información es difícil que sea más pequeña: una simple molécula formada por unos cuantos átomos. Su compactación, igualmente, no puede ser más grande. La genética es la nanotecnología más perfecta que existe.


   El ADN está constituido por largas ristras de cuatro tipos de bases: adenina(“a”), guanina(“g”), citosina(“c”) y timina(“t”). Supongamos que cada base es una letra con una secuenciación determinada, por ejemplo atccagtt... Usando palabras de dos bases sólo salen 16, 42, palabras distintas; con tres bases salen 64, 43, palabras diferentes y esta es la estructura del código genético real en el que cada palabra que contiene tres bases significa un aminoácido, los bloque con los que están constituidas las proteínas. 


   Los genetistas George Church y Sriram Kosuri, de la Universidad de Harvard, Boston, acaban de escribir un libro en una molécula de ADN, el mismo material genético que los seres vivos usamos como base de datos desde hace 3.000 millones de años. Para ello se requiere sintetizar moléculas de ADN y después leerlas siendo ambas operaciones de muy alta precisión. El ADN permite una densidad de información por unidad de espacio que no posee competidor conocido en la computación convencional ni en la cuántica. Ya no se mide en megas (millones de bytes); ni en gigas (miles de millones de bytes); ni siquiera en teras (miles de billones de bytes). Hay que medirla en exabytes (trillones de bytes). Para entenderlo mejor podríamos decir que un gramo de ADN puede empaquetar 455 exabytes (455 trillones de bytes), cifra fácil de decir pero muy difícil de imaginar, superando a los discos duros actuales un millón de veces. El ADN es el soporte de información más compacto que conoce la tecnología contemporánea y puede ser la próxima locomotora del progreso industrial.

Cromosomas

   George Church basó sus investigaciones en el propio libro en el que las explica, (“Regénesis” una serie de TV canadiense vista en varios países del mundo, en España canal de pago, explica muchos de los fenómenos científicos que poseen casi categoría de ciencia ficción), que tiene 53.426 palabras en versión HTML, el lenguaje estándar de Internet. Su punto de partida es una ristra de unos y ceros, el código binario, que utilizan todos los ordenadores y convertirla en una molécula de ADN del mundo real. El sistema de los científicos de Boston se desentiende de sutilezas biológicas y se limita a traducir cada cero de la información binaria por las bases “a” o “c”; y cada uno de la ristra binaria por las bases “g” o “t”. El resultado no tiene ningún significado biológico y como la molécula de ADN es un texto, una ristra de letras que son sus bases “a”, “g”, “c”, “t”, forman las palabras según el orden de su unión y poseen un significado determinado. El texto en ADN es similar a las palabras en una novela: su significado depende del orden exacto de las letras en las palabras y de estas en el texto.


   Otra ventaja del ADN es su estabilidad. Church asegura: “El papel biológico esencial del ADN provee acceso a las enzimas naturales que sirven para escribirlo y leerlo, y garantiza que el ADN se mantendrá como un estándar de lectura de datos en cualquier futuro previsible”. Hay futuros previsibles en los que no existirá Internet ni Windows, ni siquiera Silicon Valley, pero no hay ninguno en que no existan los sistemas de codificación y lectura de ADN. Ninguno, salvo la extinción masiva de la vida en la Tierra.



24 comentarios:

  1. Esta muy bien y elaborado tu post, pero estas cosas a mi me estresan tanto saber de algunas cosas y de otras no... el humano sabe lo que le conviene y no lo que deben.
    Besos

    ResponderEliminar
  2. Bien has encontrado, el Sr. Ruiz!
    Un artículo muy interesante, especialmente para un soñador como yo. Un tema delicado y controvertido, depende desde qué ángulo de visión es vigilada. Es muy bueno que presentan información objetiva.
    Con el mismo respeto.

    ResponderEliminar
  3. Estos mensajeros intracelulares únicos.. milagrosos.. que nos maravillan, poseen una belleza que puede compararse a la del ballet. Logran la diferenciación a partir de una sola célula ! tal es su poder en la genética por la sucesión exacta codificada e inmersa dentro de cada una de ellas.
    Este producto de la madre naturaleza que el hombre ha descubierto.. también ha sido manipulado lamentablemente . Tu rigor científico en este post es otra vez impecable.. pero no puedo dejar de mencionar (aun interpretando muy bien tu mensaje), el horror que como profesional medica me inquieta.. todos los problemas éticos que suscita la manipulación genética a nivel germinal en seres humanos..la clonación humana demanda una regulación jurídica. Así, por ejemplo en los Congresos no se deja de mencionar cada vez mas los aspectos éticos y jurídicos del proyecto Genoma Humano. Se insiste cada vez mas en la necesidad de la intervención de un " control " que impida para mal dicha manipulación y que éste regule los resultados de esta actividad científica.
    Insisto.. un tema que has tratado con exactitud científica.. el hombre ante esta maravilla para la Humanidad, lo ha transformado en un tema controversial.
    hummmm.. el Hombre !!!!

    Besitosss Antonio.

    ResponderEliminar
  4. Qué impresionante! Tanto que nos impresionamos cuando "El mundo Feliz" de Aldous Huxley, sin imaginar tan cercano que estaría. Creo que si está cercano el fin de la humanidad como humanidad cien por ciento humana, ya sigue la robótica... El ser humano podrá nacer con la mente en blanco y según para lo que se le programe adaptarle el cerebro que más le convenga. Luego se reproducirán solos, serán indestructibles y etc.
    ¿Sabes? no me gusta. Qué felicidad haber nacido en esta época e irme en la transición. Me aterroriza. Si ya me aterrorizan un montón de cosas!!!
    Un abrazo, de humana a humano, con memoria de materia gris, sin chips de ninguna clase, jajajaja! Nacida de un padre y una madre, por el método rudimentario y que todavía se quisieron para ello, o al menos eso me dijeron y me demostraron.

    ResponderEliminar
  5. Im Nano Bereich gibt es sicher noch viel zu entdecken, wobei ich den Gedanken nicht immer folgen kan, vielleicht es auch gar nicht will...

    Servus und Carpe Diem
    CL

    ResponderEliminar
  6. Qué interesante! Y el vídeo está genial.
    Como siempre que vengo a tu blog me voy más sabia...
    Un beso

    ResponderEliminar
  7. siempre merece la pena pasar por la casa de un maestro.GRACIAS.

    Un abrazo.Antonio.

    ResponderEliminar
  8. Toda la grandeza del ser humano en tan pequeño espacio... Es una maravilla.
    Sin entender de ciencia, sí aprecio el valor grandísimo de entradas como esta, donde me voy con más conocimientos. Gracias por ello, querido Antonio.
    Un beso.

    ResponderEliminar
  9. Qué bueno aprender a través de tu blog.
    Un gusto enorme y una maravilla el video.

    Te mando un beso enorme

    ResponderEliminar
  10. No hay conocimiento que se te escape, amigo Campillo. Enhorabuena.

    ResponderEliminar
  11. Con toda honestidad declaro que esta noche me acostaré mas sabia. Gracias por introducirme en un mundo que lo magnifico queda chico. Lo didáctico y tu rigor reciban mis mas sinceras felicitaciones. Gracias Antonio, un abrazo muy grande para ti.

    ResponderEliminar
  12. No es genética lo tratado, Inma. Si lo fuese entiendo que te parezca un poco estresante. Es informática molecular basada en la capacidad de almacenamiento de las moléculas que son la base de la vida.
    A pesar de ello es ineludible hablar del ADN porque es el encargado de la codificación y memorización de los caracteres genéticos.
    Sí, sólo sabemos lo que nos quieren decir sobre estos temas tan complejos y controvertidos.

    Un fuerte abrazo, querida Inma.

    ResponderEliminar
  13. Tratándose de estos temas tan delicados la objetividad debe primar sobre cualquier aspecto subjetivo, amigo Cristian.
    Sí, es un sueño hablar de informática molecular pero si te fijas en el diagrama de capacidad de almacenamiento, una molécula de unos pocos átomos es capaz de almacenar más información que un DVD o disco duro convencional.
    Un sueño delicado y controvertido, como dices muy bien, amigo.

    Un fuerte abrazo, Cristian.

    ResponderEliminar
  14. Estamos absolutamente de acuerdo, querida ËMy£iâ.
    Tienes toda la razón con la malpráctica que se ha ejercido con determinados ensayos, unos conocidos y otros no.
    Aquí sólo he querido recordar mis clases de Bioquímica y centrar la atención en la nanotecnología informática molecular. Hablar de Bioquímica pura es, como sabes, bastante complejo para muchos lectores y un poco osado por los grandes temas a debatir, como dices.
    "La isla del Dr. Moreau" escrita en 1896 por H.G. Wells, llevada al cine por Don Taylor en 1977 y últimamente por John Frankenheimer en 1996, es un ejemplo de los aspectos éticos del juego con el genoma humano, en 1896 un sueño de Wells, hoy hecho realidad, como muchas de sus obras.
    Me propuse ser objetivo y dirigir la atención sólo a la informática molecular, un sueño que camina a una velocidad diabólica.
    Seguimos hablando, ËMy£iâ.

    Un fuerte abrazo, querida ËMy£iâ.

    ResponderEliminar
  15. Bueno, Sara, a Luc Skywalkel, cuando la espada yedi le corta la mano izquierda se la implantan con microsensores robotizados en "La guerra de las galaxias V" de George Lucas. 1980. Esto es un avance en nanotecnología pero no es nanotecnología informática molecular. Es más simple. Sólo es una prótesis.
    No creo que la interacción humano máquina sea a través de moléculas capaces de asimilar información, más bien será un avance importantísimo en robótica.
    Los niños seguirán viniendo por el procedimiento fisiológico natural que además es la culminación del amor expresado en aspectos físicos. Pero, claro, actualmente existen ya muchos bebés-probeta que son tan naturales como uno concebido por el medio clásico.
    La cuestión es cómo utilizamos las células madre y los productos químicos que de ellas se pueden extraer. Pero, esto es otro tema.

    Un fuerte abrazo, querida Sara.

    ResponderEliminar
  16. Así es, Cloudy. Existe tanto por descubrir en la escala nanométrica que hablar de ella es introducirse en un mundo tan insólito como apasionante.
    Es un mundo de Filosofía pura.

    Un fuerte abrazo, amigo Cloudy.

    ResponderEliminar
  17. Querida amiga Eva, creo que ya eres sabia. Estas pinceladas son pequeñas ampliaciones que es lo que me pasa a mi con tu blog.
    Lo que sí es una satisfacción es comprobar que nos ayudamos y aprendemos unos de otros.
    El mundo que se describe en este caso es tan insólito que siempre creo que algo de él debemos saber, no mucho, unas pinceladas.

    Un fuerte abrazo, querida Eva

    ResponderEliminar
  18. ¡Huy, Fantasía! Me sonrojas. No soy maestro en nada. Soy aprendiz de todo porque todo me interesa y me agrada poder iniciarme en cualquier tema por insólito que parezca.
    Me alegro que te guste y un poco del saber se entremezcle en tu vida y disfrutes con él.

    Un fuerte abrazo, querida Fantasía.

    ResponderEliminar
  19. Esto es, querida Isabel. En tan poco espacio cuánta información importante. La evolución es una maravilla y la Bioquímica su experta guardiana.
    No es necesario haber estudiado Ciencias o Letras, es simplemente amar nuestra naturaleza de seres vivos. Cuando se quiera ser un experto investigador bioquímico ya se estudiará para ello.

    Un fuerte abrazo, querida Isabel.

    ResponderEliminar
  20. Amiga María Eugenia, ¡qué gusto poder leerte! Ambos aprendemos e intercambiamos aspectos del saber que son tan curiosos como importantes para una vida activa mentalmente.
    Como me encantó tu blog no tengo por menos que decirte que ha sido un éxito poder aprender el uno del otro.
    Lo seguirá siendo.

    Un abrazo, María Eugenia.

    ResponderEliminar
  21. ¡Anda, Enrique que estoy bueno con la güifi! Hablamos cuando pueda.
    Si, Enrique, sí se me escapan muchos conocimientos, como a todos. Lo que es cierto es que procuro que no se escapen muchos. La Bioquímica es una de mis materias preferidas y, de ella a la tecnología informática molecular.
    Estoy seguro de una cosa: el primer ordenador molecular será el tuyo. Nos ganarás a todos por muchos kilómetros. ¿Me lo dejarás?

    Un fuerte abrazo, amigo Enrique.

    ResponderEliminar
  22. Querida Tere, desde que leí tu comentario me sonrojé y todavía estoy un poco sonrosado. Pero ¿cómo vas a ser más sabia tú?
    Lo cierto es que me alegro mucho de tu agrado por un tema tan controvertido y complejo como el tratado. Pero... ¡es tan precioso! ¡Es tan inmenso que parece un sueño irrealizable que conseguiremos!
    Personalmente, cuando empecé a estudiar lo poco que sé de Bioquímica, hace tiempo, mucho tiempo, en una galaxia lejana, muy lejana... fue una compleja delicia.
    Siempre me ha subyugado y comprendo que a muchos lectores les resulte una terminología difícil que trato de hacer fscilitar sin conseguirlo. Al menos creo conseguir que sea amena y sorprendente.
    En cuanto a lo de saber, como siempre te digo, aprendemos mutuamente, porque tu introducción al tango de tu última publicación me dejó maravillado.

    Un fuerte abrazo, querida Tere.

    ResponderEliminar
  23. Enrique, ¡no esperaba menos de ti! ¡Eres un amigo! Ya sabes que yo de eso que se llama hardware, ná de ná.
    Sé fehacientemente que lo tendrías si estuviese ya en desarrollo.
    ¡Eres el campeón de la informática y la bloquería!

    Un abrazo, amigo Enrique.

    ResponderEliminar