jueves, 15 de octubre de 2015

¿Cuántos datos podríamos almacenar usando nuestro ADN? Miles de veces más que en un disco duro

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En una hebra completa de ADN humano existen unas 3.000 millones de letras (adenina (A), citosina ©, guanina (G) y timina (T)), lo que equivale a unos 23.000 genes. En el ADN se almacenan las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todas las partes de nuestro cuerpo. La función principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información, así que ¿y si usáramos el ADN para almacenar información como la que encontramos en un disco duro de nuestro ordenador?

Lo que descubriríamos es que el ADN es capaz de almacenar información de forma miles y miles de veces más compacta que los mejores dispositivos actuales de estado sólido para el almacenamiento de datos.

Cada célula del cuerpo humano (con la excepción de los glóbulos rojos) contiene una secuencia de ADN de 3.200 millones de letras de longitud, es decir, 2 metros de ADN. Y es que un trozo de ADN de 1 mm de longitud contiene una secuencia de pares de bases de más de 3 millones de letras.

Para demostrar la capacidad de almacenamiento del ADN, en 2012 un equipo dirigido por George Church de la Facultad de Medicina de Harvard tradujo en forma de ADN un libro de 53.000 palabras y 11 imágenes. Tal y como lo explica Marcus Chow en su libro El universo en tu bolsillo:

El equipo codificó el libro en sistema binario, usando las bases A o C para representar el 0, y G o T para representar un 1. Pues bien, el ADN del libro así traducido era del tamaño del ADN de una bacteria típica. A partir de entonces, por división celular, se han creado ya 70.000 millones de copias del libro: diez por cada hombre, mujer o niño que hay sobre la Tierra. Y todas ellas cabrían en una sola gota de agua.

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Con esas cuatro letras, pues, se pueden codificar muchas instrucciones que ha formado toda la vida de la Tierra. Algunas copias se han modificado a través de mutaciones, pero otras han quedado inalterables durante millones de años. Tal vez la más reseñable secuencia de ADN existente en el planeta Tierra sea: GTG CCA GCA GCC GCG GTA ATT CCA GCT ATA GCG TAT ATT AAA GTTT GCT GCA GTT AAA AAG.

Esta secuencia está presente en todos los organismos vivos de la Tierra, incluso en algunos que, técnicamente, no están clasificados como vivos, como el caso de los mimivirus gigantes.

La razón por la que esta secuencia está tan extendida es que se hallaba ya en el ancestro común de toda la vida terrícola. Encargada de un proceso crucial, ha permanecido 3.000 millones de años sin modificaciones: es el fósil más antiguo que guardamos en nuestro cuerpo.

Má recientemente, un equipo de científicos del Instituto Charles Sadron de Estrasburgo y de la Universidad de Marsella lograron codificar información digital en ADN sintético. Para leer la información grabada en este ADN artificial solo hace falta secuenciarlo mediante, por ejemplo, un espectrómetro de masas. El ADN, además, puede preservarse durante mucho tiempo: las muestras más antiguas encontradas hasta el momento corresponden a plantas, mamuts y otros animales siberianos de hace 400.000 años.

Todavía es prematuro para hablar de algo como un disco duro de ADN, pero la técnica, de momento, otras aplicaciones, como la de crear un sistema de autenticación similar a los códigos de barras pero imposible de falsificar sin un laboratorio avanzado de bioquímica.

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Por ello, alimentar este monstruo con munición del calibre 30 mm es un proceso tan complicado que requiere la ayuda de varias personas, tal y como podéis ver en el vídeo que encabeza esta entrada.

Vía | Gizmodo

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miércoles, 14 de octubre de 2015

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Celula Dciencia
Todos estamos constituidos por un universo de células que envejecen a diferentes velocidades en función de aspectos tan sutiles como la altura a la que vivamos: debido a la dilatación temporal de resultas del tirón gravitatorio de la Tierra, envejecemos más despacio en la planta bajo de un edifico que en el ático (¿habéis visto Interestellar?), aunque sea una diferencia imperceptible.

Como organismos pluricelulares, cada uno de nosotros es una colonia de unos 100 billones de células.

Hay 230 tipos de células, que van desde las cerebrales y las sanguíneas hasta las musculares y las sexuales. Y todos estamos envueltos en una bolsa confeccionada de células cutáneas, que nos recubren como la membrana recubre a una célula individual.

Cada célula dispone de su propia copia de ADN (salvo en el caso de las células sanguíneas maduras, que carecen de núcleo). Que una célula se convierta en renal, pancreática o cutánea depende de la sección específica del ADN que se lea (o se exprese) en su caso.

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Además, cada célula en sí misma presenta una complejidad abrumadora, como explica Marchus Chow en el libro El universo en tu bolsillo:

Cada una de los 100 billones de células que componen un ser humano es un micromundo tan complejo como una gran ciudad, que bulle con la incesante actividad de miles de millones de nanomáquinas. Tiene sus almacenes, sus talleres, sus centros administrativos y sus calles vibrantes de actividad y tráfico. “Hay centrales térmicas que generan la energía de la célula”, escribió el periodista estadounidense Peter Gwyne. Hay fábricas que producen proteínas, vitales unidades de intercambio de comercio químico. Hay sistemas de transporte complejos que van guiando las sustancias químicas específicas de un punto a otro de la célula y más allá de ella. Hay centinelas parapetados que controlan el mundo exterior en busca de señales de peligro. Hay ejércitos biológicos disciplinados que permanecen en guardia para luchar contra los invasores. Hay un gobierno genético centralizado que mantiene el orden.

Además de todo ello no dejamos reemplazar nuestras células. Tanto es así que, cada uno de nosotros, para reemplazarlas, debemos fabricar del orden de 300.000 millones de ellas cada día. Son números astronómicos, pero insuficientes:

Pero ni siquiera todas ellas pueden llevar a cabo la totalidad de funciones que son necesarias para nuestra supervivencia, no al menos sin la ayuda de legiones de células ajenas como procariotas, hongos y animales unicelulares (los llamados protozoos).

Las bacterias que viven en nuestro cuerpo, y se aprovechan de él, superan en número a nuestras propias células constituyentes. La proporción es de más de 10 a 1. En un solo centímetro cuadrado de nuestra piel hallaremos una media de cientos de miles de bacterias. Somos más una bacteria que un ser humano. Tenemos 25.000 genes contenidos en nuestras células, pero poseemos 20 veces más de genes no humanos procedentes de las bacterias. Somos más ellas, bacterias o microbios, que nosotros. Si es que, a estas alturas, sabemos definir que somos nosotros y ellas.

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