Respuesta a A2A:
No estoy seguro de qué quiere decir el interlocutor con “toma demasiado tiempo construirlo”, ya que este es un término relativo que la porción “demasiado larga” necesita algún uso final del sistema de información definido, ya que en la mayoría de los casos biológicos el ADN es ” construido lo suficientemente rápido para que cualquier organismo que haga el edificio necesite ser competitivo en su nido. Si está hablando de una computadora que usa ADN como sistema de almacenamiento de información para leer / escribir información tan rápido como un disco duro de estado sólido, no contenga la respiración por su disco basado en ADN en el corto plazo.
Con respecto a “demasiado propenso a errores”, diría que esta cantidad de error es algo relativo, ya que casi todos los sistemas biológicos tienen diferentes tasas de error, estas tasas en algunos casos son una parte útil del sistema de información de los organismos para generar nuevos código para cosas útiles. En otros casos, esta información se ha copiado, utilizado y transmitido en alta fidelidad durante cientos de miles de años sin errores. Si hablamos estrictamente como material de almacenamiento de información, si se almacenan adecuadamente, las moléculas de ADN sin replicación y reparación, pueden almacenar información durante mucho tiempo (ver cualquier referencia al ADN de mamut) con áreas que tienen muy poco daño. Lo que constituye un error en esta pregunta es una cuestión relativa, cuánto error puede tolerar a otro, para lo cual sería necesario especificar un uso del sistema de almacenamiento para comprender completamente la pregunta.
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En un sistema biológico, las polimerasas están replicando bases de ADN en el rango de 500 a varios miles de bases por segundo. En un sistema de fosforamidita sintética, uno puede obtener cantidades de miligramos de oligos compuestos por billones de billones de polimerizaciones base por menos de una cena de San Valentín con su novia enviada a su laboratorio al otro lado del mundo en unos pocos días. En algunos casos, este sistema de almacenamiento de información puede mantener la información almacenada durante decenas de miles de años, y una vez que se encuentre intacta en el medio ambiente, se decodificará en minutos a unos días con la tecnología actual. Desearía poder hacer que mis discos duros duren una fracción de ese tiempo y hubiera esperado con gusto unos días para recuperar mis datos perdidos.
Con respecto a por qué se puede almacenar tanta información es una cantidad tan pequeña de material, esto está en parte relacionado con el hecho de que los polímeros de ADN no son un sistema binario sino un sistema de 4 bases, en cualquier posición hay cuatro posibles unidades de transporte de información . Esto sería como un sistema de estado sólido que era 0, 1, 2, 3 en lugar de 0 o 1. Al polimerizar estas unidades juntas, se pueden decodificar no solo para qué unidad base son sino también para qué posición en el polímero que ocupan, esto proporciona dos tipos de información simultáneamente, el ‘qué’ (0, o 1, o 2, o 3) y ‘dónde’ (0,0,0,3,4,0,1; el 3 es flanqueado por un 0 y 4).
Además, hay modificaciones en las cadenas de ADN, la metilación es una, que puede tener el efecto de controlar cuándo y bajo qué condiciones se accede a la información; Esta capa de control de la información tiene el efecto de cambiar qué información está disponible para el sistema sin la necesidad de perder o eliminar información que podría ser útil en un contexto diferente o que no quisiera afectar el sistema en otro contexto. (En mi ejemplo anterior, 0,0,0, x, x, x, 1 donde no hemos permitido el acceso a 3,4,0)
Además, el ADN es comúnmente bicatenario en los sistemas biológicos, por lo que una copia de seguridad de la información siempre está presente si una copia obtiene un error base en una cadena causada por un daño. (Si en el ejemplo 0,0,0,3,4,0,1 la secuencia 0,3,4 está dañada a 0,2,4 o 0, d, 4, podemos usar la copia dúplex para reparar el daño y restaurar 3.) En otro ejemplo, podríamos usar el número de copias de un fragmento de ADN para protegernos contra errores, con múltiples copias que brindan cierta protección contra errores y daños. En un sistema sintético que podría leer y escribir múltiples copias de código de cualquier cosa útil en particular, la preponderancia del código para esta cosa útil en particular leída de miles de copias únicas podría proteger del daño a una copia. Esto es lo que usan los sistemas biológicos, en el caso de los virus, la replicación masiva de un conjunto de códigos simple en paquetes separados donde los cambios en el código son útiles o no, o en sistemas de mayor complejidad como células eucariotas multicelulares donde existen múltiples copias de genes en cada uno célula; las células que experimentan demasiado daño son destruidas (con suerte, veremos cáncer).
Además, en algunos contextos, ambas cadenas de información de ADN se pueden leer simultáneamente, creando diferentes transcripciones de ARN; así, el organismo ha almacenado información para hacer al menos dos cosas útiles dentro de la misma ubicación. (Una cosa útil, ignorar si mi analogía se descompone para las reglas de emparejamiento de bases de ADN, llamadas 0003401 y otra al transcribir en la dirección opuesta 1034000)
En otros casos, el mismo código de ADN se puede unir de manera diferente para hacer cosas útiles como alternativa, obteniendo de nuevo múltiples cosas útiles diferentes del mismo código de ADN sin la necesidad de crear un código separado para cada cosa útil que desee hacer. (‘cosa A’, que es 0003401 y otra ‘cosa B’ que es 000401. La especiación generalmente tiene una gran diferencia de bases, pero en lugar de crear una gran cadena de bases para explicar esto, con suerte, puede ver que unir el mismo código puede generar varios cosas útiles del mismo código base).
Para responder a la última pregunta, “gran bloque de datos”, sí, esto es lo que es el ADN en un sistema biológico. Para decir esto de otra manera, toda la información para continuar haciendo un humano está contenida dentro del ADN genómico de cada célula. De manera similar, el código que necesita para ejecutar su computadora está contenido dentro de él, pero es posible que no lo use nunca o con frecuencia. Sin embargo, dicho esto, para que esta información sea útil, el resto de la computadora debe estar intacta ya que el código de ADN por sí solo no nos hace humanos, ya que gran parte del resultado funcional adecuado de esta información proviene del control de la información y los mecanismos para interpretar eso. Además, no toda esta información se está utilizando en un momento en particular en cada celda, o NUNCA para el caso, en cada una de las celdas.
Como nota, el código para hacer un ser humano completo se almacena en aproximadamente 6.62 picogramos de ADN * (ver valor c), no en gramos de ADN como se pregunta el interrogador, lo que demuestra el poder del ADN como sistema de almacenamiento de información. * Ese es el peso aproximado del ADN genómico en un solo núcleo humano, esto supone una célula humana femenina y no incluye el ADN mitocondrial que se necesitaría para una célula viva. Si alguien está interesado, puedo mostrar mi trabajo, pero otros han hecho estimaciones similares.
Valor C
Notaré aquí que, si bien la información de ADN contenida dentro de un genoma humano es el código modelo para las cosas útiles que se requieren para que viva esa célula humana, el ADNg por sí solo no es suficiente, si se inyecta en otra célula no humana para necesariamente crea una célula humana como la conocemos. De la misma manera que introducir el disco duro de su PC desde hace 5 años en su MacBook Air actual o en un sistema de videojuegos heredado causaría que ese sistema sea su PC anterior, el resto del hardware es una parte crítica del sistema; especialmente mecanismos para controlar, interpretar, replicar, empaquetar, reparar, traducir y transcribir información y, en general, realizar el trabajo de la célula.
