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Los secretos de las ciencias para
los que también son de letras

ADN, el disco duro del futuro

Emplear el ADN de un organismo vivo para guardar información ajena a su función biológica no es ciencia-ficción; ya se ha hecho. La bioencriptación es una de las líneas de investigación más innovadoras y divertidas de la biología molecular, pero con claras aplicaciones prácticas. Y es uno de esos ejemplos fronterizos de Ciencias Mixtas que tan bien encajan aquí. Además de ser un tema irresistible para fantasear sobre los avances futuros de la tecnología y cómo cambiarán el mundo que conocemos.

Para explicar cómo, empecemos dejando sentado algo evidente: el ADN es un código. Siempre que hablamos de genes o genomas, nos referimos a ristras de letras (más propiamente, bases) como aquella que daba título a una magnífica película: GATTACA. En este caso, se trata de una secuencia formada por Guanina-Adenina-Timina-Timina-Adenina-Citosina-Adenina. Este ejemplo comprende los cuatro tipos de bases que forman el ADN: G, A, T y C. Para convertir una cadena de ADN a proteína, el producto de los genes, existe una maquinaria celular que lleva a cabo un proceso de transcripción y traducción. En esta última, las bases de ADN se leen de tres en tres, formando tripletes llamados codones. Cada uno de estos tripletes se traduce en un aminoácido, los eslabones de las proteínas. Por ejemplo, en el título de la película tendríamos dos tripletes, GAT-TAC, y nos olvidamos de la A suelta. GAT corresponde al aminoácido llamado ácido aspártico, y TAC se traduce como tirosina.

La secuencia del ADN se puede utilizar para cifrar y conservar mensajes. Imagen de Miki Yoshihito / Flickr / CC.

La secuencia del ADN puede utilizarse para cifrar y conservar mensajes. Imagen de Miki Yoshihito / Flickr / CC.

Por simple combinatoria, las variaciones con repetición de cuatro elementos tomados de tres en tres nos dan un total de 64 codones posibles, pero las proteínas solo están formadas por 20 tipos de aminoácidos distintos. Lo que ocurre es que en muchos casos la tercera base del triplete no influye en la traducción: GCA, GCT, GCC y GCG tienen un mismo significado común, el aminoácido alanina.

Así, cualquier clase de información podría traducirse sobre el papel a una secuencia de ADN con solo inventar un código de equivalencias. La forma más sencilla es utilizar como alfabeto los 20 aminoácidos, dado que cada uno de ellos se abrevia por una letra: el ácido aspártico es D, la tirosina es Y y la alanina es A. El problema es que así obtenemos un alfabeto incompleto en el que faltan las consonantes B, J, X y Z, pero sobre todo dos vocales, O y U.

A pesar de las limitaciones de este sistema, se ha empleado ya para el fin último de todo este tinglado: convertir la secuencia de ADN sobre el papel en una molécula real que conserve el mensaje introducido y que luego pueda ser descodificada. El ejemplo más conocido es el del magnate de la biotecnología J. Craig Venter, que en 2008 incluyó secuencias codificadas en la recreación sintética del genoma de una bacteria llamada Mycoplasma genitalium; entre ellas, su propio nombre: CRAIGVENTER, pero también citas del escritor irlandés James Joyce y de los físicos Richard Feynman y Robert Oppenheimer. Además de su lado recreativo, estas etiquetas genéticas se emplean con un propósito, imprimir una especie de marcas de agua para diferenciar los genomas manipulados. Por ello es una práctica habitual en la producción de organismos transgénicos.

Pero el del alfabeto incompleto no es el único ni el mayor problema de utilizar el código de traducción a proteínas. Por un lado están los errores; los hay en la escritura (síntesis del ADN diseñado) y en la lectura (secuenciación del ADN producido según el diseño), y este sistema no es lo suficientemente robusto para evitarlos. Y lo que es peor, si estos mensajes se incluyen en el genoma de una bacteria como secuencias inertes, fuera de los genes reales que la célula utiliza, la evolución y sus mutaciones irán desfigurando el texto original a lo largo de las generaciones sucesivas hasta un momento en que se volverá ilegible. Por otra parte, el sistema de proteínas es adecuado para cifrar mensajes de texto, mientras que lo ideal sería emplear un código binario que aceptara cualquier tipo de archivo digital.

En 2010, un equipo de investigadores de la Universidad China de Hong Kong presentó un nuevo sistema de bioencriptación en el concurso de biología sintética iGEM del Instituto Tecnológico de Massachusetts. El diseño de los científicos chinos consistía en transformar el texto en caracteres ASCII, que se representan mediante siete bits binarios (0/1). Así, este sistema acepta cualquier tipo de archivo en formato digital. En su día calculé que el método permitiría codificar el texto completo de la Constitución Española en 139.262 bases de ADN, que se repartirían entre 175 bacterias. Los autores del trabajo aportaban el dato de que todos los archivos que caben en 450 discos duros de 2 terabytes podrían almacenarse en solo un gramo de bacterias. Otras estimaciones han propuesto que en medio kilo de ADN podría codificarse toda la información jamás grabada en los ordenadores de todo el mundo. Y todo a prueba de hackers.

Evidentemente, desde el concepto teórico hasta el día en que podamos grabar un vídeo en el genoma de una población de bacterias y luego reproducirlo en un secuenciador-reproductor habrá que saltar unos cuantos abismos tecnológicos. Pero como contaré mañana, el ADN puede esperar. Miles de años, si hace falta.

Continuará…

2 comentarios

  1. Más claro no puede estar, si el adn es tuyo, el hijo es tuyo.Si no, es de otro.

    Clica sobre mi nombre

    21 Febrero 2015 | 04:47

  2. Dice ser Casandra

    Gattaca

    ítulo original
    Gattaca
    Año
    1997
    Duración
    106 min.
    País
    Estados Unidos Estados Unidos
    Director
    Andrew Niccol
    Guión
    Andrew Niccol
    Música
    Michael Nyman
    Fotografía
    Slawomir Idziak
    Reparto
    Ethan Hawke, Uma Thurman, Jude Law, Loren Dean, Alan Arkin, Gore Vidal, Xander Berkeley, Elias Koteas, Ernest Borgnine, Tony Shalhoub, Blair Underwood, Maya Rudolph, Lindsey Ginter, Jayne Brook
    Productora
    Jersey Films / Columbia Pictures
    Género
    Ciencia ficción. Intriga | Distopía. Película de culto
    Sinopsis
    Ambientada en una sociedad futura, en la que la mayor parte de los niños son concebidos in vitro y con técnicas de selección genética. Vincent (Ethan Hawke), uno de los últimos niños concebidos de modo natural, nace con una deficiencia cardíaca y no le auguran más de treinta años de vida. Se le considera un inválido y, como tal, está condenado a realizar los trabajos más desagradables. Su hermano Anton, en cambio, ha recibido una espléndida herencia genética que le garantiza múltiples oportunidades. Desde niño, Vincent sueña con viajar al espacio, pero sabe muy bien que nunca será seleccionado. Durante años ejerce toda clase de trabajos hasta que un día conoce a un hombre que le proporciona la clave para formar parte de la élite: suplantar a Jerome (Jude Law), un deportista que se quedó paralítico por culpa de un accidente. De este modo, Vincent ingresa en la Corporación Gattaca, una industria aeroespacial, que lo selecciona para realizar una misión en Titán. Todo irá bien, gracias a la ayuda de Jerome, hasta que el director del proyecto es asesinado y la consiguiente investigación pone en peligro los planes de Vincent. (FILMAFFINITY)

    Premios

    1997: Nominada al Oscar: Mejor dirección artística
    1997: Nominada al Globo de Oro: Mejor banda sonora original
    1997: Festival de Sitges: Mejor película, mejor banda sonora

    21 Febrero 2015 | 16:11

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