Informática xenética

2010/03/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Genetika
• Hardwarea

Non coñecemos sistemas máis eficientes que a vida. Con todo, a maior parte da nosa tecnoloxía está baseada en sistemas sen vida. Por suposto, a razón é que a vida, paira ser eficaz, está baseada nun sistema moi complexo e que a xeración de tecnoloxía complexa é moi difícil. Pero talvez non o fagamos nós. Os sistemas vivos poden facelo paira nós.

É fácil de dicir, pero non é tan fácil de conseguir. Por exemplo, é difícil convencer aos sistemas vivos de que elaboren os compoñentes dos computadores. Hai científicos que o están facendo e é difícil. Hai boas ideas en marcha. Poderiamos facer chips de ADN, que é o refuxio de información nos seres vivos e, por tanto, por que non será o lugar adecuado paira gardar a información informática?

O primeiro paso paira conseguilo é controlar a corrente eléctrica dentro do ADN. Pero a natureza eléctrica do ADN non foi revelada polos científicos. Segundo un estudo de hai dez anos, é illante; segundo outro da mesma época, ten a capacidade de conducir moléculas cargadas; e outros investigadores propuxeron que o movemento das proteínas que len ADN débese á electricidade. De todo.

Con todo, a maior parte destes estudos centráronse nas interaccións entre as bases do ADN, é dicir, na interacción eléctrica que une ambas hélices. Poucos estudaron, con todo, a capacidade dos electróns paira moverse polo eixo da cadea do ADN; se poden moverse como nun cable ou non.

A resposta é que si, segundo concluíron investigadores da Axencia Xaponesa da Enerxía Atómica. Mediante a excitación dun electrón dun átomo de fósforo, se deslocaliza na cadea do ADN e rapidamente, mil veces máis rápido que nas bases. Este movemento de electróns pode ser imprescindible no mecanismo que corrixe os erros do ADN. O home tamén podería aproveitalo, por que non?

Datos e datos

Supoñamos que controlamos a electricidade interna da molécula de ADN e que podemos deseñar transistores e circuítos electrónicos a partir de dita molécula como materia prima. Isto permítenos codificar moito 0 e 1. Moito. A propia célula utilízaa paira iso. É máis, como hai catro bases, ten máis de dúas opcións, pode codificar os números 0, 1, 2 e 3! Por tanto, o uso electrónico do ADN permitiría codificar máis datos dos habituais. Con todo, isto non é necesariamente bo.

Por exemplo, o aumento e abaratamento das memorias xerou novos problemas na informática. A propia programación cambiou moito. Os programadores iniciais facían cousas incribles paira aforrar até un bit no código. O programa non podía albergar una gran memoria. Por iso, utilizaban linguaxes de moi baixo nivel e tiñan un control absoluto sobre cada bit citrin que entraba e saía nos rexistros en cada momento (en cada ciclo do procesador). Funcionaban cos números 0 e 1, pensaban na aritmética binaria.

Pero cando non hai que aforrar memoria, a programación non é así. Utilízanse linguaxes de alto nivel, é dicir, que o procesador non entende directamente. O proceso de comprensión paira o procesador xera un código repetitivo e non refinado. Os programas funcionan, pero teñen moitos códigos, por dicilo dalgunha maneira, sobran.

E poida que ocorra algo parecido co material xenético. O ADN tamén ten capacidade paira almacenar moita información. Se se utiliza nas memorias dos computadores, sería un bo lugar paira acumular moita información sobrante.

Na natureza é así. Ao longo da evolución fóronse acumulando moitos códigos xenéticos nos cromosomas humanos: parte deles foron cedidos por bacterias e virus, parte pola duplicación de xenes ou por erros na autofcopia de células. Hai moitas maneiras de explicar nun xenoma a información xenética adicional. Todo iso fai que o xenoma conserve moita información sobre sobra. As secuencias dos xenes están intercaladas con partes que non codifican nada, e que son precisamente as partes (intrones) que a célula elimina antes de empezar a fabricar proteínas.

É certo que aínda non coñecemos toda a información que codifica o xenoma. Os científicos ao principio crían que as partes que non codificaban as proteínas non codificaban información, e ao conxunto destas partes chamóuselle DNA lixo. Con todo, nalgunhas destas partes descubriuse que, por exemplo, hai zonas de activación de xenes. Non todo o DNA lixo é lixo.

Con todo, o xenoma dos seres vivos non é o sistema matemático perfecto que codifica a información. Do mesmo xeito que o software escrito con linguaxe de alto nivel, non ten a maior eficacia que pode ter. Ten partes repetitivas e toda a información que codifica non é imprescindible paira formar un ser vivo.

E quizá esa sexa una das grandes materias que hai que aprender da xenética e da informática: nunha colección de moitos datos, algúns deles sobran.