ADN: almacenamiento de información de ultra alta densidad
La famosa macro-molécula de ADN de doble hélice tiene una cadena principal de azúcar ( desoxirribosa) conectado por un fosfato) enrollando y andamiando una Nucleobase secuencia de purinas ( adenina ( A ) y guanina ( G ), dos anillos de carbono) unidos covalentemente a pirimidinas ( Timina ( T ) y citosina ( C ), un anillo de carbono).
Las nucleobases están unidas por enlaces de hidrógeno débiles, purinas en un filamento a pirimidinas en el otro: A a T (sin apretar, dos enlaces) y G a C (más estrechamente, tres enlaces). Este emparejamiento de bases complementarias , las cuatro bases que forman 64 trillizos de nucleótidos , las “letras” en el alfabeto genético, hace que el ADN (relativamente) sea fácil de copiar, proporcionando un medio de almacenamiento ideal para el código genético digital.
ADN: una escalera de vida lineal que almacena información codificada digitalmente (Base de números = 4)
Después de haber trabajado como programador / analista de sistemas durante más de 40 años, me parece interesante que la evolución, desde el principio, haya logrado producir un Cuaternario biológico digital. (base cuatro) código:
Bases de ADN codificadas en sistemas decimales (base 10) y cuaternarios (base 4) (aminoácidos codificados por cada triplete enunciados en acrónimos estándar de tres y una letra).
En esta tabla, las cuatro nucleobases ( timina , citosina , adenina y guanina ) se muestran con su codificación de base 4 ( 0 , 1 , 2 y 3 que representan T , C , A y G , respectivamente). donde los 64 valores posibles de tres dígitos van de 000 a 333. Algunos tripletes “especiales” son:
1) TAA (022), TAG (023) y TGA (032) significan “fin genético” ( “detener la síntesis génica” ), y no codifican ningún aminoácido.
2) ATG (203, Metionina ) es el triplete universal “gen comienza aquí” ( “comenzar la síntesis de proteínas” ), para toda la Vida en la Tierra.
3) ATG (203, metionina ) y TGG (033, triptófano ) son los dos únicos trillizos no redundantes , es decir , son “únicos en su clase”.
4) Todos los tripletes * A * (* 2 *, donde * = cualquier base) codifican solo dos aminoácidos (o sirven como señal de “detener la síntesis de proteínas” ).
5) Interesante coincidencia : la suma de los tres valores de “parada” ( TAA (10), TAG (11) y TGA (14)) es igual al valor de “inicio” ( ATG (35)).
El código de ADN es “degenerado” ( es decir, más de un triplete puede especificar el mismo aminoácido), pero sospecho que las diferencias entre, por ejemplo, 330..333 (todas codificantes de glicina ), influirán en las propiedades del “final” producto “de una manera sutil pero importante …
En el proceso de replicación del ADN, ejecutado en cada división celular ( mitosis ), las dos cadenas están separadas, por otra proteína compleja, la polimerasa , que también participa en la transcripción génica. proceso, y se utilizan como plantillas sobre las que se construyen cadenas complementarias, produciendo dos moléculas de ADN idénticas, cada una de las cuales consiste en una cadena antigua y una nueva. En la mitosis, la célula de alguna manera se las arregla para comunicar al exterior que necesita una explosión de bloques de construcción, además de azúcar y fosfato para las “columnas”, con el fin de construir build 3.2 mil millones de nuevos pares de bases: pares de T (0), C (1), A (2) y G (3), con cada dígito cuaternario llevando dos bits (00, 01, 10, 11, respectivamente) ≈ 12.8 Gigabits – en “computerese”, el contenido total de información en el haploide humano (23 cromosomas) genoma ≈ 1.28 Gigabytes .
El ADN de todos los cromosomas en cualquier célula somática humana (excepto los eritrocitos ), alineados de extremo a extremo, se extiende hasta ≈ 1.9 metros (≈ 3 Å entre pares de bases). Entonces, si pudiéramos alinear todo el ADN de todas las células de un cuerpo humano (≅ 50 billones de células), se formaría una cadena de ≈ 9.6E10 km de largo (igual a 320 unidades astronómicas (1 AU = distancia media Tierra-Sol)).
Para obtener un libro de Excel que le permita jugar con los códigos de ADN (y lo que codifican), consulte Herramienta de código de ADN .xls en mis carpetas de Box.com.
