La DNA kiel staplo-unuo
-------------------------
- Verkis: María del Mar López Fernández (*vidu sube)
- Tradukis: Juan García del Río
- Originale ĉe: https://www.granadahoy.com/ciencia_abierta/ADN-unidad-almacenamiento_0_1690332646.html
------------------------
Antaŭ jam kelkaj jaroj, skipoj de esploristoj sukcese atingis kodi tekstojn, aŭdiaĵojn kaj fotojn en sekvencon de DNA kaj, poste, malkodi ĝin tute precize. Sed, kion vere signifas tio? Kiajn implikaĵojn ĉi tio povus havi? La vivaj estaĵoj estas formitaj de milionoj kaj milionoj da ĉeloj. Oni taksas ke inter 10 kaj 100 bilionoj da ĉeloj konsistigas homan korpon. Ene de tiuj ĉeloj troviĝas skatoleto, nome ĉela kerno, kie la DNA konserviĝas. Plifacilmaniere, ni diru ke la DNA estas longa molekulo ĉen-forma, nomita deoksiribonuklea acido, kies ĉefa funkcio estas enhavi la informon por formi kaj daŭre teni iun organismon.
Iu ajn ĉelo funkcias simile al fabriko. La DNA estas kia libro de instrukcioj de la fabrikotaj produktoj. Estas ĝi tiel grava, ke ĝi restas entenita en ia kiras-kaso, la nukleo, kaj ĝi neniam eliras ĝin, eblas nur fari unu kopion kaj porti ĝin a la produktada linio. La ĉela maŝinaro, aŭ tiu de la fabriko, havas la kapablon kompreni la informon kiun la kopio de DNA entenas, kaj fabriki la bezonatajn molekulojn. La informo kiun nia DNA entenas estas tre diversa. Estas tie, kie estas indikata la nombro de fingroj, niaj okulaj koloroj, nia naza formo aŭ iu ajn alia fizika aŭ fiziologia karaktero. Do, la DNA estas molekulo kapabla enhavi grandajn kvantojn da sciigo, je natura maniero.
La sekvencoj de DNA estigas kromosomojn, kiuj estas entenataj en la ĉela nukleo
Same kiel en iu ajn lingvo, por sendi informaĵon ne estas indiferenta la ordo de la literoj, ĉar ne estas la samo diri DOMO anstataŭ MODO. Ĉe DNA okazas same. La DNA ne havas literojn, sed ĝi konsistas el kvar bazaj elementoj, kiuj nomiĝas adenino (A), timino (T), guanino (G) kaj citozino (C). Depende de la maniero kiel tiuj komponaĵoj aŭ “literoj” estos ordigitaj, enhavos ili iun aŭ alian informon. Estas tiele, ke la tuta organisma informaĵaro estas kode staplita.
La ĉela maŝinaro uzas “regulojn” cele malkodi aŭ traduki la tutan DNA-n informon kaj fabriki molekulojn. Jen tio kio estas konata kiel “gena kodo”. Tiu gen(ar)a kodo estas universala, ĉar ĉiu viva estaĵo havas la saman (kvankam estas iu eta esceptaĵo, kiel kutime ĉe biologio); estas ĝi disgenera, kio signifas ke kelkaj sekvencoj de DNA povas kodi por unu sola elemento; kaj estas ĝi specifa ĉar samtempe ĉiu sekvenco de DNA kodas ĉiam la saman elementon.
Cele nin situi,ni rakontas tion, ke la DNA el ĉiu el niaj ĉeloj povas havi longon je preskaŭ unu metro, kun diametro je 20 anstromoj, t.e. 0,000002 milimetroj. Se ni kapablus imagi la ducentonan parton de la randumo de monero de groŝo, tiam ni estus imagantaj similan grandon el la averaĝa ĉela nukleo de animalo, kiu staplas la informon por produkti kaj teni la organismon komplete.
La scienco disponas je teknikoj por produkti pecojn de DNA formitajn de la elementoj kaj laŭ la ordo bezonataj. Oni ankaŭ mastras teknikojn por koni la sekvencon de la elementoj kiun iu DNA-a fragmento konsistigas. Tiaj teknikoj estas tre utilaj cele, ekzemple, serĉi genetikajn malsanojn, ilin preventi, diagnozi aŭ resanigi, inter aliaj aplikoj.
Ni vivas en ia informema socio. Ĉiu klavo kiun ni premas, ĉiu foto kiun ni faras, ĉiu dokumento kiun ni plenigas estas datenoj kiujn oni nepre staplu. Nuntempe, stoki la informo-kvanton kiun ni generas laŭminute estas ja problemo. Certe, multaj el ni jam suferis pro manko de spaco ĉe nia komputilo aŭ niaj aparatoj, bezonas ni kontrakti pri spacoj en virtualaj nuboj aŭ aĉeti eksterajn fiksitajn diskojn por daŭre gardi niajn datenojn. Ne nur pro la kvanto, sed ankaŭ pro la sekureco. Ja la manko de kapacito ĉe la elektronikaj aparatoj, vidita la freneza ritmo laŭ kiu ni produktas informojn, estas evidenta. Tio rigardigas DNA-n kiel interesan elementon por la stokado de datenoj, ĉar ĝi havas denaskan kapablon kodi kaj malkodi informon, ene de eta spaco kaj dum longaj tempaj periodoj.
Esploroj demonstris ke eblus utiligi DNA-n kiel staplan unuon. Eblas elekti la informon kiun ni gardos ene de DNA-a sekvenco. Bildoj, aŭdiaĵoj aŭ tekstoj estas konverteblaj en binarajn datenojn, kun kiuj eblas fari trans-rilaton al la elementoj de la DNA (A, C, G, T). Unufoje tion atingite, restas nur fabriki la sekvencon de DNA per la menciitaj elementoj, laŭ la konforma ordo. Ĉiam, kiam volite, eblas sekvenci tiun ĉi DNA-n ĉenon kaj malkodi la datenojn, reatingante la informon. La precizeco povas esti 100 procenta, ĉar oni povas inkluzivi mekanismaĵojn ĉe la dateno-kodado por certigi la informadon integre. Specife, eblas generi surmetitajn pecojn, kie la informo redundiĝas kvarfoje, en malsamaj pozicioj, por pli granda sekureco.
Jen la rado de la "gena kodo". Centre, la kvar nukleaj bazoj; apude kaj ĉirkaŭe, la eblecoj por kunigo; rande, la rezultaj aminoacidoj.
La avantaĝoj povas esti multaj. Tiumaniere oni malfermas la pordon al gardado de milionoj da datenoj ene de ege reduktita spaco. Ĝi estus sistemo por enteni informon sen-necese de energia konsumado; ĝi postulas nenian ajn vartadon de ekipaĵaro nek potencajn instalaĵojn; oni eblas tre facile akiri multajn kopiojn, uzante la propran ĉelaran maŝinaron; ne estus nekongrueco inter aparatoj, ĉar ni jam diris ke la DNA estas universala; kaj tio ankaŭ ne okazigus problemojn kun antaŭajn versioj, ĉar oni kalkulas ke la DNA estas pli antikva ol la vivaj estaĵoj mem.
Ja direndas tio, ke ankoraŭ restas longa vojo trairenda, multaj esploroj farendaj, sed eble tio estus maniero ekkompreni kia povus esti la morgaŭo. Imagu enmeti vian informon en la DNA suspensianta ene de akvo-guto, de bakterio aŭ de planto. Anstataŭ havi amason de memor-bastonetoj kun ĉiu via sciigaro, ja povus vi ĝin havi en ĝardeno. Estas ŝerce, sed la vojoj de la estonteco estas neimageblaj.
--------------------------------------------
* María del Mar López Fernández (1995) estas licenciulino pri biologio. Nuntempe ŝi doktoriĝas ĉe la Universitato de Malago (Hispanio) pri Didaktiko de la Eksperimentaj Sciencoj. Ene de la sama universitato ŝi estas samtempe profesorino. María del Mar ege aktivas ene de la movado kontraŭ la klimata ŝanĝ(iĝ)o. Aldone, direndas ke ŝi simpatias la esperantan movadon.
