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Marzo 09, 2006

Ordenadores hechos de ADN y enzimas

Escrito en: Genética, Tecnología

Científicos Israelis han ideado un ordenador que puede realizar 330 trillones de operación por segundo, mas de 100.000 veces la velocidad del ordenador mas rápido. El secreto: funciona con ADN.

ADNHace un año, los investigadores del instituto de Weizmann de la ciencia en Rehovot, Israel, revelaron un ordenador molecular programable integrado por enzimas y moléculas de la ADN, en vez de los microchips de silicio. Ahora, el equipo ha ido un paso más lejos. En el nuevo dispositivo, una sola molécula de la ADN que proporciona al ordenador los datos de entrada también le proporciona todo el combustible necesario.

El diseño es considerado un paso gigante en la computación con ADN. El libro Guinness de los records reconoció la semana pasada que el ordenador era “el dispositivo biológico que computaba más pequeño” construido. El ordenador de ADN está en su infancia, y sus implicaciones están comenzando solamente a ser exploradas. Pero podría transformar el futuro de los ordenadores, especialmente en usos farmacéuticos y biomédicos.


Siguiendo a la madre naturaleza

Los nanocomputadores bioquímicos ya existen en la naturaleza; se manifiestan en todas las cosas vivas. Pero son en gran parte incontrolables por los seres humanos. No podemos, por ejemplo, programar un árbol para calcular los dígitos de P. La idea de usar la ADN para almacenar y para procesar la información salió en 1994, un científico de California primero utilizó el ADN en un tubo de prueba para solucionar un problema matemático simple. Desde entonces, varios grupos de investigación han propuesto los diseños para los ordenadores de ADN, pero esas tentativas han confiado en una molécula energía llamada ATP para el combustible. “este dispositivo reajustado utiliza su ADN de entrada como su fuente del combustible” dijo Ehud Shapiro, que condujo a equipo de investigación israelí.

Piense en el ADN como software, y las enzimas como hardware. Póngalas juntas en un tubo de prueba. La manera de cómo estas moléculas experimentan reacciones químicas con cada una de las otras permite que las operaciones simples sean realizadas como subproducto de las reacciones. Un trillón de dispositivos biomoleculares podrían caber en una sola gota del agua. En vez de mostrar los resultados en un monitor, se analizan los resultados usando una técnica que permita a los científicos ver la longitud de la molécula de la salida de la ADN.

No funciona para un PC todavía

Por ahora, el ordenador de ADN puede realizar funciones rudimentarias, y no tiene ningún uso práctico. “nuestro ordenador es programable, pero no es universal,” dijo Shapiro. “está computando tarea que intrínsecamente no puede hacer.” El dispositivo puede comprobar si una lista de ceros y unos tiene un número par de unos. El ordenador no puede contar cuántas están en una lista, puesto que tiene una memoria finita y el número de unos podrían exceder su tamaño de la memoria. También, puede contestar solamente sí o no a una pregunta. No puede, por ejemplo, corregir una palabra deletreada mal.

En términos de la velocidad y del tamaño, sin embargo, los ordenadores de ADN sobrepasan a los ordenadores convencionales. Mientras que los científicos dicen los chips de silicio no pueden ser mucho más reducidos en el futuro, las moléculas que se encuentran en el núcleo de las células pueden almacenar mas información en un centímetro cúbico que un trillón de CD’s de música. Una cucharada sopera llena “de esta sopa de ordenador de ADN” de Shapiro contiene 15.000 trillones de ordenadores. Y su eficiencia es más de un millón de veces mejor que la de una PC.

Mientras que una PC se diseña para realizar un cálculo muy rápido, los filamentos de la ADN producen un billón de respuestas simultáneamente. Esto hace que el ordenador de ADN es conveniente para solucionar los problemas de “lógica confusa” que tienen muchas soluciones posibles. En el futuro, algunos especulan, puede haber ordenadores híbridos que utilizan el procesador de silicio tradicional para las tareas de procesamiento normal pero que tienen co-procesadores de ADN que puedan asumir el control de tareas específicas que serían más convenientes para ellos.

Doctores en células

Quizás lo más importantemente sea que los dispositivos con tecnología ADN podrían revolucionar los campos farmacéuticos y biomédicos. Algunos científicos predicen un futuro donde nuestros cuerpos son patrullados por ordenadores minúsculos de ADN que supervisan nuestro bienestar y lanzan los medicamentos derechos al tejido dañado.

La investigación que la tecnología del ADN va tan rápidamente que todavía está emergiendo su potencial.

Noticia enviada por aTTo
Fuente: National Geographic
Traducción: ForoFriki


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