Evolución Digital: El Adn Puede Dar Vida A Las Computadoras

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Las células vivas podrían convertirse en mini-computadoras, gracias a dispositivos genéticos llamados transcriptores.

El transistor revolucionó la electrónica y la computación. Ahora, los investigadores han hecho un transistor biológico a partir del ADN que podría usarse para crear computadoras vivas.

Un transistor es un dispositivo que controla el flujo de electrones en un circuito eléctrico, que actúa como un interruptor de encendido y apagado. De manera similar, el transistor biológico, denominado transcriptor, controla el flujo de una enzima a medida que se mueve a lo largo de una hebra de ADN (ácido desoxirribonucleico). Estos bloques de construcción celulares podrían usarse para hacer cualquier cosa, desde monitorear su entorno hasta activar y desactivar procesos en las celdas. Los hallazgos fueron reportados hoy (28 de marzo) en la revista Science.

"Los transcriptores son el componente clave detrás de la amplificación de la lógica genética", dijo en un comunicado el autor principal, Jerome Bonnet, un ingeniero de la Universidad de Stanford. Por sí solos, estos dispositivos no representan una computadora, pero permiten operaciones lógicas, como "si esto es así", una de las tres funciones básicas de las computadoras (las otras dos son el almacenamiento y la transmisión de información).

Para hacer los transcriptores, los investigadores tomaron un grupo de proteínas naturales, los caballos de batalla de las células, y las utilizaron para controlar cómo la enzima conocida como ARN polimerasa se comprimía a lo largo de una molécula de ADN. El equipo usó estos transcriptores para crear los operadores matemáticos que realizan cálculos utilizando la lógica booleana.

1s y 0s

La lógica booleana, llamada así por el matemático del siglo XIX George Boole, se refiere a una rama de las matemáticas en la que las variables pueden tener un valor verdadero o falso (un 1 o un 0). En un circuito booleano, las puertas lógicas son como conductores de tráfico, que deciden cuál de estos valores se transmite. [Álbum: Las ecuaciones más bellas del mundo]

Por ejemplo, la compuerta "AND" toma dos valores como entrada, y solo genera 1 (un valor verdadero) si ambas entradas son 1. Una compuerta "OR", por el contrario, genera un 1 si cualquiera de sus entradas es 1. La combinación de estas puertas simples de diferentes maneras da lugar a incluso las formas más complejas de computación.

Los científicos crearon versiones biológicas de estas puertas lógicas, al calibrar cuidadosamente el flujo de enzimas a lo largo del ADN (al igual que los electrones dentro de un cable). Ellos eligieron enzimas que podrían funcionar en bacterias, hongos, plantas y animales, para que las computadoras biológicas se puedan hacer con una amplia variedad de organismos, dijo Bonnet.

Computadoras vivas

Al igual que el transistor, una función principal del transcriptor es amplificar las señales. Al igual que las radios de transistores amplifican las ondas de radio débiles en un sonido audible, los transcriptores pueden amplificar un cambio muy pequeño en la producción de una enzima para producir grandes cambios en la producción de otras proteínas. La amplificación permite que las señales se transmitan a grandes distancias, como entre un grupo de celdas.

La nueva tecnología ofrece algunas posibilidades eléctricas: detectar cuando una célula ha estado expuesta al azúcar o la cafeína, por ejemplo, y almacenar esa información como un valor en la memoria de la computadora. O decir a las células que comiencen o dejen de dividirse dependiendo de los estímulos en su entorno.

Los investigadores han puesto sus puertas de lógica biológica a disposición del público para alentar a las personas a usarlas y mejorarlas.

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Suplemento De Vídeo: Nuestro ADN: ¿Es realmente nuestro? | Oscar Flores | TEDxBarcelonaSalon.




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