Ciascuno di noi è un computer biomolecolare (e chissà come si formatta)
Il DNA, alla fine, è un codice come tutti gli altri. Chi sa programmare un computer conosce diversi linguaggi di programmazione, e tanti film hanno reso celebre quelle striscioline di parole incomprensibili, font verde su sfondo nero (almeno, erano colorate così negli anni ’80. Ma anche in Matrix). Non era quindi difficile pensare che prima poi qualcuno avrebbe provato a mischiare le due cose: a realizzare, cioè, un computer che fa calcoli (e questo è normale) basandosi, invece che sui chip di silicio, sulle molecole biologiche (e questo, normale ancora non lo è).
Gli scienziati dello Scripps Research Institute in California e del Technion Israel Institute of Technology hanno realizzato insieme quello che chiamano “il primo computer biologico al mondo”, in grado di criptare e decifrare immagini. Questo computer è basato su chip di DNA, e sarebbe fatto interamente da molecole.
I computer di cavi e metallo, spiega Ehud Keinan, il ricercatore che ha guidato il progetto, hanno quattro componenti: l’hardware, il software, l’input (l’ingresso dei dati nella macchina) e l’output (la risposta della macchina agli stimoli). “Ci sono però macchine computazionali in cui tutte e quattro le componenti sono fatte da molecole biologiche. Ad esempio, tutti i sistemi biologici, così come gli organismi viventi, sono come computer. Ciascuno di noi è un computer biomolecolare, una macchina in cui tutte e quattro queste componenti parlano tra loro in modo logico”.
Che aspetto ha un computer biologico? Lo stesso che ha un qualsiasi altro esperimento da laboratorio. E’ una provetta che contiene un liquido pressochè trasparente. ”Non è esattamente fotogenico – aggiunge Keinan -. Questo computer è ‘costruito’ combinando componenti chimici in una soluzione. Diverse piccole molecole di DNA sono miscelate con enzimi e ATP”; quest’ultima è la fonte di energia delle cellule, e quindi anche del computer biologico (bello non dover pagare la bolletta, eh?).
”Qui le molecole iniziano a interagire le une con le altre, e poi controlliamo cosa hanno combinato”. Ovviamente, i ricercatori sono in grado di ‘pilotare’ almeno un minimo il loro comportamento, programmandole per ottenere i risultati desiderati.
il 2012, oltre ad assere quello della fine del mondo, è l'anno dedicato ad Alan Turing
Questo computer biologico è basato sui concetti elaborati da Alan Turing, mostro sacro dell’informatica nato esattamente cento anni fa. Funziona, quindi, esattamente (almeno concettualmente) come il computer dal quale vi scrivo. Pare però che non ci sia pericolo che in futuro i computer biologici sostituiscano quelli di silicio: ”I vantaggi dei computer biomolecolari hanno a che fare con proprietà ben diverse da quelle degli elaboratori elettronici, che garantiscono velocità maggiore, solidità e potenza di calcolo”, anche se i computer biologici, essendo appunto fatti di molecole e DNA, “non hanno bisogno di una interfaccia, dato che le molecole sono già capaci di interagire tra loro”. E poi, volete mettere il rischio di prendere un virus dal proprio computer, o peggio!, quello di scaricare una nuova influenza da internet?
Tag:Alan Turing, chip di DNA, DNA, macchina di Turing, Matrix, molecole biologiche, programmazione, Scripps Research Institute, silicio, Technion Israel Institute of Technology
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Bello l’articolo dal punto di vista delle utilità che un computer di questo tipo può avere,va benissimo.
Molto poco saggio invece aver usato alcune frasi e definizioni sugli organismi viventi.Frasi che rispecchiano profonde e gravi lacune in campo biologico.Dire che gli organismi viventi sono computer biomolecolari fa un pò ridere.E per ridere su questo non ci vuole molt,basta aver capito bene i pilastri della biologia:fisiologia,biologia molecolare,genetica,zoologia,biologia dello sviluppo ed evoluzione.Magari fossimo computer biomolecolari,sarebbe la nostra salvezza.Se fossimo computer biomolecolari avremmo già trovato la cura definitiva per il cancro,le patologie autoimmuni,malattie neurodegenerative,per citare quelle che maggiormante affliggono l’uomo.Non siamo macchine e non lo saremo mai.Il nostro programma,il nostro codice,quella bella sigla “DNA” che tutti i giornalisti hanno imparato presto a usare molto bene non ha niente a che vedere con un codice informatico,neanche quando il codice informatico è basato su molecole dalla struttura uguale a quella di molecole biologiche(perchè è questa la giusta definizione da dare a questo nuovo tipo di computer).Non è il tipo di struttura a dare la vita,nè le componenti,nè i meccanismi.La vita è determinata dal percorso che c’è tra il codice e la sua espressione(che non è mai perfettamente definita) e a questo si aggiunge l’integrazione con l’ambiente esterno che in qualche modo influisce su tutto e infine la risposta adattativa a questi stimoli esterni,risposta che va ad agire sull’espressione del codice e addirittura,a volte può anche intaccare il codice stesso e modificarlo.
E’ l’imperfezione che conferisce la vita con tutte le sue conseguenze:l’arte,l’amore,la malattia e la morte.Non so se un calcolatore elettronico,per sua stessa definizione possa essere mai capace di essere imperfetto.Il codice di un computer è binario e la sua espressione è di tipo algoritmica,con due sole possibilità per ogni input:0 e 1.Il codice degli organismi viventi e la sua espressione sono analogiche.Ad ogni input ci sono infinite possibilità:un certo comando scritto nel nostro codice può accadere,può non accadere,può accadere un pochino di meno,può accadere un pochino ancora di meno,può accadere troppo,può accadere esageratamente troppo o può addirittura accadere qualcosa di completamente diverso da quello che c’era scritto nel codice,è per questo che è così difficile trovare cure definitive per tante patologie.Perchè non è una questione di 0 e di 1.L’informatica è una scienza algoritmica,la biologia è una scienza euristica.L’uomo informatico solitamente nella vita sociale,prima di prendere una decisione vuole arrivare alla conoscenza perfetta,alla soluzione perfetta e rischia di diventare un Nerd.Il biologo solitamente nella vita sociale sà che ad ogni input ci sono infinite possibilità,sà che non esiste un percorso logico fatto di 0 e di 1,sa che non esiste la risposta perfetta,dunque fà un salto nel vuoto e si gode la vita,fatta di pura passione.E’ proprio prendendo alla lettera concetti quali “noi siamo computer biomolecolari” che alcuni informatici rinnnegano il dover accettare che la vita è fatta di fuoco e vento,e nell’illusione di trovare il percorso logico perfetto nella loro vita sociale,diventano dei Nerd.
Quindi attenzione ai termini che si utilizzano.Costruire un computer basato su molecole biologiche(o meglio molecole con struttura simil-biologica) è una cosa,definire i viventi come computer biomolecolari è un’altra.
E attenzione io sono uno dei più cinici e atei biologi che si possano incontrare.Sono completamente di stampo futuristico,completamente aperto alla fantascienza,non sono assolutamente ambientalista,animalista,ecc…Quindi immagina un religioso,un animalista o un ambientalista come potrebbero rispondere alle definizioni utilizzate in questo articolo.
Un giorno un cardiologo disse:il corpo umano è come una macchina,a volte bisogna cambiare un pezzo,ed è arrivato il momento.I miei genitori senza versare una lacrima mi presero via e mi portarono da altri cardiologi a 700 chilometri di distanza da quell’altro.Quello fù il gesto che mi fece capire che noi non siamo macchine.Alla fine usci fuori che non c’era bisogno di cambiare alcun pezzo e infatti non fù cambiato e sono passati molti anni da allora.
La cosa non biologica che si avvicina di più ad un essere vivente per meccanismi molecolari,codice ed espressione del codice??Sono i libri,racconti fantasy,horro,romanzi d’amore,storici,ecc…
E purtroppo molti esperti nel campo scientifico non leggono di questi libri.
Ultima cosa:Anche noi ci formattiamo.Ci pensa l’embiente.Per noi formattarci vuol dire che muoriamo,ci decomponiamo e la nostra materia viene rimessa in circolo per far girare “l’economia” dell’ ecosistema.
Grazie Ben per i tuoi commenti esaustivi :)
Ne approfitto solo per sottolineare che sono gli stessi ricercatori a definire gli organismi viventi dei “computer biomolecolari”, non noi di OMGS. Sono d’accordo con te se parliamo di uomini e animali superiori (no, non sono computer). Ma se parliamo di semplici cellule, ecco, non ne sono piu’ cosi’ sicuro. La precisione di cicli cellulari, apoptosi, cascate enzimatiche e quant’altro è sorprendente, e somiglia di certo al percorso di un algoritmo.
Poi magari non lo e’, ma ripeto che l’analogia e’ impressionante.
E’ invece farina del mio sacco l’analogia con il codice informatico, derivata ovviamente dal paragone che i ricercatori fanno tra computer di silicio e “macchine al carbonio”. Non lo trovo pero’ cosi’ azzardato: hai ragione nel dire che il codice binario e’ fatto solo da 0 e 1, ma il codice della vita non è da meno. Ha quattro lettere invece che due, ma cambia poco. (fatta eccezione per certe bestioline che usano l’uracile, e altre modificazioni delle basi azotate).
Poi, sono di nuovo d’accordo con te quando parli del fatto che la vita non la fa il codice, ma le strutture e i collegamenti che stanno al di sopra, e che rendono tutto piu’ “sfumato”, variegato e interessante :)
Insomma, riassumendo: il mio articolo voleva essere (come tutti i post di OMGS, dopotutto) una piccola provocazione che stimolasse il dibattito su un certo argomento. Posso dire di aver raggiunto l’obiettivo ;)
Un saluto!
Ahahahah! Stavo per commentare “chissà quanto si arrabbierebbe Alan Turing leggendo di essere una non-intelligenza naturale…” e invece, vedo che anche di lui si parla! :-D
Eheheheh! Dopo mi leggo l’articolo ;-)