iDNA: a próxima geração de iPods?
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| DNA e informação (Imagem gerada por IA - Salvador Daqui em NightCafé Studio) |
por Fazale Rana
1º de julho de 2008
Há alguns anos, comprei um iPod classic de 30 GB de Natal. Na época, eu não conseguia imaginar o que faria com toda aquela capacidade de armazenamento, mas era o mesmo preço de um iPod nano de 8 GB, então comprei mesmo assim. Menos de um ano depois, fiquei sem espaço no meu iPod. Este ano, no meu aniversário, minha esposa me deu um iPod de 160 GB. E em menos de três meses, já usei cerca de um terço do espaço de armazenamento disponível.
A proliferação de dados não é um problema só para mim. É uma preocupação generalizada, visto que cada vez mais aplicações de tecnologia da informação exigem circuitos de processamento e armazenamento de dados mais compactos. Alguns tecnólogos acreditam que o DNA representa uma possível solução para esses problemas. Um grama dessa biomolécula pode abrigar tanta informação quanto 1 trilhão de CDs! [1]
O DNA pode servir como meio de armazenamento porque, em essência, essa molécula é um sistema baseado em informações. De fato, a principal função do DNA é armazenar dados — abrigar as informações necessárias para a produção de todas as proteínas utilizadas pela célula.
O maquinário da célula forma as cadeias polinucleotídicas de DNA (que se enrolam para formar uma dupla hélice) ligando quatro nucleotídeos diferentes, abreviados como A, G, C e T. A sequência de nucleotídeos nas fitas de DNA representa informação. (Por exemplo, a sequência de nucleotídeos que especifica a produção de uma única cadeia proteica é chamada de gene.)
Em seu livro “Information and the Origin of Life” (Informação e a origem da vida), o teórico da informação Bernd-Olaf Küppers aponta que a estrutura da informação do DNA se assemelha muito à organização hierárquica da linguagem humana. Pense nos nucleotídeos funcionando como letras do alfabeto, nos genes como palavras e assim por diante.
Os tecnólogos esperam tirar proveito das propriedades de armazenamento de informações do DNA para aplicações de armazenamento de dados. Um estudo recente de prova de princípio conduzido por uma equipe do Japão demonstrou que o genoma (composição genética completa) de um organismo vivo (a bactéria, Bacillus subtilis) poderia ser usado para manter dados. [2] Quando armazenados dentro do genoma de um organismo, os dados existem em um formato mais robusto do que quando armazenados em mídia magnética e chips de silício. Esses dois sistemas não vivos podem ser facilmente destruídos e seus conteúdos perdidos sem manutenção constante. Em contraste, os organismos vivos podem se reproduzir. Ao fazer isso, as informações armazenadas em seus genomas serão passadas para a próxima geração. Essa herança torna possível manter informações por longos períodos de tempo, talvez até centenas de milhares de anos.
Os pesquisadores japoneses trataram sequências de nucleotídeos como cadeias de dados. Usando combinações de dois nucleotídeos para representar os números de um sistema hexadecimal (42 = 16), eles empregaram sequências de DNA para representar todos os caracteres em um teclado e, consequentemente, codificaram uma mensagem dentro de uma sequência de DNA. Usando essas representações, eles foram capazes de preparar um fragmento sintético de DNA que continha a mensagem: "E=mc^2 1905!" A equipe então incorporou o DNA produzido em laboratório ao genoma do B. subtilis em vários locais. Essa redundância garantiu que mutações no genoma não degradassem ou destruíssem a mensagem. As sequências repetidas também permitiram que eles recuperassem a mensagem de uma maneira bastante direta. Os cientistas mostraram que a mensagem poderia ser facilmente recuperada sequenciando o genoma do organismo e realizando múltiplos alinhamentos da sequência. Como a mensagem foi codificada dentro do genoma várias vezes, ela pode ser facilmente distinguida da "não informação" dentro do genoma.
Aplicações práticas para armazenamento em DNA permanecem para o futuro. Mas, como este estudo ilustra, os avanços necessários para a consolidação dessa tecnologia estão acontecendo em ritmo acelerado. E os resultados podem ser enormes. Enquanto isso, o uso do DNA como meio de armazenamento digital carrega um significado mais imediato — não tecnológico, porém, mas teológico.
A capacidade de armazenamento de dados na estrutura do DNA reforça a noção de que a informação está alojada nessa biomolécula. O armazenamento de dados no DNA deixa claro que a informação bioquímica é verdadeiramente informação. E a informação serve como um poderoso marcador para o design inteligente. A experiência humana ensina consistentemente que a informação emana da inteligência. As mensagens vêm de uma mente. A informação, em qualquer forma que assuma, não se limita à comunicação de ideias, necessidades e desejos entre mentes humanas. Como demonstra essa descoberta, a informação tornou-se — mais do que nunca — parte integrante da tecnologia moderna.
O conteúdo informativo do DNA, portanto, torna racional acreditar que a vida deve ter vindo de um agente inteligente, um Criador. Também torna realista para mim a esperança de um iPod realmente turbinado em um futuro não tão distante.
Notas de Fim
1º de julho de 2008
Há alguns anos, comprei um iPod classic de 30 GB de Natal. Na época, eu não conseguia imaginar o que faria com toda aquela capacidade de armazenamento, mas era o mesmo preço de um iPod nano de 8 GB, então comprei mesmo assim. Menos de um ano depois, fiquei sem espaço no meu iPod. Este ano, no meu aniversário, minha esposa me deu um iPod de 160 GB. E em menos de três meses, já usei cerca de um terço do espaço de armazenamento disponível.
A proliferação de dados não é um problema só para mim. É uma preocupação generalizada, visto que cada vez mais aplicações de tecnologia da informação exigem circuitos de processamento e armazenamento de dados mais compactos. Alguns tecnólogos acreditam que o DNA representa uma possível solução para esses problemas. Um grama dessa biomolécula pode abrigar tanta informação quanto 1 trilhão de CDs! [1]
O DNA pode servir como meio de armazenamento porque, em essência, essa molécula é um sistema baseado em informações. De fato, a principal função do DNA é armazenar dados — abrigar as informações necessárias para a produção de todas as proteínas utilizadas pela célula.
O maquinário da célula forma as cadeias polinucleotídicas de DNA (que se enrolam para formar uma dupla hélice) ligando quatro nucleotídeos diferentes, abreviados como A, G, C e T. A sequência de nucleotídeos nas fitas de DNA representa informação. (Por exemplo, a sequência de nucleotídeos que especifica a produção de uma única cadeia proteica é chamada de gene.)
Em seu livro “Information and the Origin of Life” (Informação e a origem da vida), o teórico da informação Bernd-Olaf Küppers aponta que a estrutura da informação do DNA se assemelha muito à organização hierárquica da linguagem humana. Pense nos nucleotídeos funcionando como letras do alfabeto, nos genes como palavras e assim por diante.
Os tecnólogos esperam tirar proveito das propriedades de armazenamento de informações do DNA para aplicações de armazenamento de dados. Um estudo recente de prova de princípio conduzido por uma equipe do Japão demonstrou que o genoma (composição genética completa) de um organismo vivo (a bactéria, Bacillus subtilis) poderia ser usado para manter dados. [2] Quando armazenados dentro do genoma de um organismo, os dados existem em um formato mais robusto do que quando armazenados em mídia magnética e chips de silício. Esses dois sistemas não vivos podem ser facilmente destruídos e seus conteúdos perdidos sem manutenção constante. Em contraste, os organismos vivos podem se reproduzir. Ao fazer isso, as informações armazenadas em seus genomas serão passadas para a próxima geração. Essa herança torna possível manter informações por longos períodos de tempo, talvez até centenas de milhares de anos.
Os pesquisadores japoneses trataram sequências de nucleotídeos como cadeias de dados. Usando combinações de dois nucleotídeos para representar os números de um sistema hexadecimal (42 = 16), eles empregaram sequências de DNA para representar todos os caracteres em um teclado e, consequentemente, codificaram uma mensagem dentro de uma sequência de DNA. Usando essas representações, eles foram capazes de preparar um fragmento sintético de DNA que continha a mensagem: "E=mc^2 1905!" A equipe então incorporou o DNA produzido em laboratório ao genoma do B. subtilis em vários locais. Essa redundância garantiu que mutações no genoma não degradassem ou destruíssem a mensagem. As sequências repetidas também permitiram que eles recuperassem a mensagem de uma maneira bastante direta. Os cientistas mostraram que a mensagem poderia ser facilmente recuperada sequenciando o genoma do organismo e realizando múltiplos alinhamentos da sequência. Como a mensagem foi codificada dentro do genoma várias vezes, ela pode ser facilmente distinguida da "não informação" dentro do genoma.
Aplicações práticas para armazenamento em DNA permanecem para o futuro. Mas, como este estudo ilustra, os avanços necessários para a consolidação dessa tecnologia estão acontecendo em ritmo acelerado. E os resultados podem ser enormes. Enquanto isso, o uso do DNA como meio de armazenamento digital carrega um significado mais imediato — não tecnológico, porém, mas teológico.
A capacidade de armazenamento de dados na estrutura do DNA reforça a noção de que a informação está alojada nessa biomolécula. O armazenamento de dados no DNA deixa claro que a informação bioquímica é verdadeiramente informação. E a informação serve como um poderoso marcador para o design inteligente. A experiência humana ensina consistentemente que a informação emana da inteligência. As mensagens vêm de uma mente. A informação, em qualquer forma que assuma, não se limita à comunicação de ideias, necessidades e desejos entre mentes humanas. Como demonstra essa descoberta, a informação tornou-se — mais do que nunca — parte integrante da tecnologia moderna.
O conteúdo informativo do DNA, portanto, torna racional acreditar que a vida deve ter vindo de um agente inteligente, um Criador. Também torna realista para mim a esperança de um iPod realmente turbinado em um futuro não tão distante.
Notas de Fim
- Gheorghe Păun, Grzegorz Rozenberg e Arto Salomaa, DNA Computing: New Computing Paradigms (Berlim, Alemanha: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1998), 19–41.
- Nozomu Yachie et al., “Alignment-Based Approach for Durable Data Storage into Living Organisms”, Biotechnology Progress 23 (2007): 501–05.
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Traduzido de iDNA: The Next Generation of iPods? (RTB)
Etiquetas:
biomimética - criacionismo (progressivo) da Terra velha - argumento do relojoeiro - maravilha da Criação de Deus - design divino
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