biocomputadoras

BIOCOMPUTADORA
Utilizando moléculas de ADN, en la década de los noventa se había conseguido realizar cálculos matemáticos complejos, aunque hasta ahora las computadoras moleculares no parecían poder tener aplicaciones prácticas a corto plazo. Sin embargo un equipo del instituto Weizmann de la ciencia ha logrado crear la primera computadora biomolecular programable autónoma.
COMPUTADORMOLECULAR
No es un concepto nuevo, desde que se empezó a conocer la mecánica de funcionamiento de las proteínas y encimas, se comenzó a especular con la idea de utilizar cadenas de moléculas como medio de almacenamiento de información interpretable por otras cadenas orgánicas que pudiesen procesarla. Richard Feynman (premio Nóbel de física), ya propuso durante la década de los cincuenta la idea delcomputador molecular, aunque hasta la década de los noventa no se realizaron los primeros experimentos prácticos.
Leonard Adleman, entre otros méritos, fue el primero en conseguir realizar cálculos matemáticos con moléculas de ADN dentro de un medio controlado. El experimento realizado (presentado el 11 de Noviembre de 1994 en la revista Science), demostró además el enorme potencial que podríadesarrollar un computador molecular.
El problema matemático que se calculó fue el llamado Problema del Camino Hamiltoniano. Una ruta teórica para recorrer un gran número de puntos sin pasar dos veces por el mismo sitio. Imaginemos que un viajero quiere visitar 1000 ciudades, todas tienen conexión con algunas otras del grupo, pero no con todas. El viajero quiere trazar la ruta más rápida para verlastodas sin pasar por el mismo sitio. Puede parecer sencillo, pero cuando el número de ciudades es muy elevado, se requieren muchos cálculos matemáticos. Cualquier ordenador de sobremesa, tardaría varios segundos en llevarlos a cabo, sin embargo el computador de Leonard Adleman lo hizo en milésimas de segundo.
La explicación es la capacidad de las moléculas de ADN de realizar millones de procesosparalelos al mismo tiempo. En un tubo de ensayo, a cada ciudad se le asigno una cadena de ADN específica y se crearon artificialmente millones de copias de todas ellas. En otro se hizo lo mismo pero con los complementos de cada ciudad, agrupados en parejas si existía conexión entre las dos ciudades que complementaban. Al mezclar los dos tubos, como las moléculas de ADN tienden a unirse con sucomplemento, en milésimas de segundo, se obtuvieron millones de grandes cadenas de ciudades conectadas con las rutas complemento, que representaban todas las rutas posibles, es decir todas las soluciones al problema. Para encontrar la más corta y eficiente únicamente había que elegir la molécula más pequeña de todas las que se habían creado.
Por supuesto esta experiencia no tiene de momento ningunaaplicación práctica. Además de no poder utilizarse para otro cálculo para el que había sido diseñado, la preparación, los recursos necesarios y la búsqueda de la solución más corta entre los millones de cadenas resultantes, costaría mucho más tiempo y dinero que utilizar un ordenador convencional. Pero el cálculo, el proceso de los datos se realizó mucho más rápido de lo que jamás podrá hacerlo unmicroprocesador de silicio.
¿ POR QUÉ ADN ?
Un computador molecular se basa en la utilización de las propiedades de los enlaces químicos y aprovecharlas para realizar cálculos matemáticos. Se pueden diseñar moléculas específicas que interactúen con otras también creadas en laboratorio, pero también se puede plagiar a la naturaleza. Los seres vivos utilizan moléculas orgánicas para procesos vitalesque implican intercambio de información. El ADN es la más eficiente, no sólo es capaz de almacenar cantidades inmensas de información en el núcleo de cualquier célula, además como ya hemos visto, las reglas naturales que permiten a los seres vivos leer esa información y aprovecharla (las moléculas complementarias que encajan en las hélices para duplicarlas o extraer esa información), pueden ser...