Por Just Strange
El ADN humano contiene códigos tremendamente complejos y es uno de los mayores misterios a los que se enfrenta la ciencia moderna. Entonces…
¿Qué es el ADN y cómo es posible que este minúsculo fragmento contenga una cantidad tan gigantesca de información?
Considere las siguientes citas que dan una descripción de una cosa pequeña de solo dos millonésimas de milímetro de grosor.
«La información necesaria para especificar el diseño de todas las especies de organismos que han existido en el planeta, un número de aproximadamente mil millones, podría mantenerse en una cucharadita y todavía quedaría espacio para toda la información en cada libro jamás escrito».
–Microbiologist Dr. Michael Denton
«El ADN es más avanzado que cualquier software jamás creado».
–Bill Gates, co-founder of Microsoft
Exploremos el interminable mundo microscópico dentro de ti y echemos un vistazo más de cerca a nuestro ADN.
Explorando el misterio de la genética
Francis Collins es el ex director de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (NIH). Antes de eso, fue director del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), liderando el Proyecto Genoma Humano.
Todos hemos oído hablar de los genes, pero ¿qué es el Proyecto Genoma Humano?
Las células humanas contienen 23 pares de cromosomas, con 22 pares de autosomas y 1 par de cromosomas sexuales.
Cada padre aporta un cromosoma a cada par, por lo que la mitad de los cromosomas provienen de la madre y la otra mitad del padre. Estos cromosomas contienen un total de 6 mil millones de códigos de ADN.
El Proyecto Genoma Humano tiene como objetivo determinar la secuencia de estos códigos de ADN para crear un retrato familiar e identificar los segmentos de ADN que tienen una función genética, es decir, genes. El objetivo final es para descifrar la información genética de los seres humanos.
El Proyecto Genoma Humano fue impulsado inicialmente por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y los NIH. Poco a poco se hizo evidente que cuanta más investigación se hacía, más complejo se volvía y los estadounidenses sentían que no podían hacerlo solos.
Así que se expandieron internacionalmente, encontrando personas de otros países para ayudarlos y unirse a la investigación, incluidos los del Reino Unido, Alemania, Francia y Japón, para que el Proyecto Genoma Humano se haya convertido en una multinacional e interdisciplinario proyecto científico.
Hasta la fecha, la humanidad ha completado la secuenciación del 92 por ciento de los genomas, y el 8 por ciento restante está en espera debido a las limitaciones actuales de la ciencia.
Entre la ciencia y la Fe
El Dr. Collins, quien lidera el proyecto, es maravilloso en este campo de investigación. Hay algo interesante dentro de sus creencia, una vez se describió a sí mismo como ateo, pero con su investigación sobre el ADN, comenzó a repensar su idea de la vida.
A la edad de 27 años, el Dr. Collins se convirtió en un cristiano devoto. Al principio, cuando la gente escuchó que se había convertido en un creyente en Dios, no lo creyeron, y algunos colegas incluso dijeron que estaba cometiendo un suicidio racional.
Algunos incluso predijeron que el cerebro de este eminente Dortor eventualmente explotaría a partir de los conflictos entre la ciencia y la fe.
Sin embargo, después de todos estos años, el cerebro del Dr. Collins no ha explotado; de hecho, parece seguir creciendo con sabiduría. En este campo altamente competitivo de la biología molecular, ha logrado un gran éxito e influencia.
El Dr. Collins no es el único científico que ha sufrido tal transformación espiritual. A medida que los humanos profundizan en la investigación del ADN, más científicos están sintiendo la presencia de una fuerza superior. ¿A qué se debe esto?
Un código de ADN que contiene una enorme cantidad de información
Antes de entrar en el mundo de la investigación del ADN, permítanme hacerles dos preguntas.
- Uno: Si salieras de la casa esta mañana y descubrieras que las hojas en el suelo estaban ordenadas para decir «Buenos días», ¿pensarías que este fue el intento deliberado de alguien de sorprenderte, o es simplemente el trabajo aleatorio del viento de otoño?
- La segunda pregunta: ¿Creerías que un mono podría sentarse frente a una computadora y escribir todo el Apple MacOS simplemente usando las teclas 0 y 1?
Mientras piensas en la respuesta a estas preguntas, entremos en el mundo microscópico y echemos un vistazo al ADN.
La estructura de doble hélice del ADN fue descubierta en 1953 por el biólogo estadounidense James Watson y el biólogo británico Francis Crick. Cuando este descubrimiento salió a la luz, la comunidad científica simplemente se sorprendió de que la humanidad hubiera abierto la puerta a encontrar los secretos de la genética.
El ADN es responsable de la transmisión de información genética a través de una de las cuatro bases:
- adenina (A),
- citosina (C),
- guanina (G) o
- timina (T).
Ahora, simplemente usaremos las letras para referirnos a ellos. Estas cuatro bases se emparejan en 2 grupos:
- A formando un par de bases con T, y
- C formando un par de bases con G.
Estos pares de bases, en diferentes combinaciones, determinan las propiedades genéticas de los organismos como la altura y el peso, así como la genética psicológica, es decir características genéticas como la personalidad y la inteligencia.
Una molécula de ADN consiste en dos hebras que serpentean una alrededor de la otra como una escalera retorcida.
Cada hebra tiene una columna vertebral y esto forma la estructura de la hélice de doble cadena. Puede parecer pequeño con solo 6 micrómetros, pero si tuviéramos que enderezarlo, sería tan largo como 2 metros, que es más alto que la altura promedio de un hombre adulto.
Si usamos las letras ATCG para representar la estructura de doble cadena del ADN, ¿no se parece mucho a la cinta de papel perforada que se usaba en los primeros días de la programación de computadoras?
En el mundo de la programación de computadoras, se usaba la codificación binaria, por lo que independientemente del lenguaje de programación, ya fuera C ++ o Java, eventualmente aún se convertiría en un lenguaje de computación que consta de 0 y 1.
Ahora, en la era digital, todo tipo de tecnologías, como la impresión 3D, la inteligencia artificial, la realidad virtual, etc., son posibles gracias a las instrucciones dadas a partir de las secuencias de 0 y 1.
Entonces, según el Dr. Collins, trayendo la idea de la programación de computadoras al mundo del ADN, podemos decir que el ADN utiliza un código cuadrático: los cuatro códigos ATCG.
Al ser un código cuadrático, definitivamente contendrá más información que un código binario, ¿verdad?.
Por ejemplo, para 20 secuencias, si estuviéramos usando codificación binaria, entonces el número de combinaciones que se pueden lograr sería de 2 a la potencia de 20, que es igual a más de 1 millón de combinaciones.
De esta manera, si estuviéramos usando codificación cuadrática, sería 4 a la potencia de 20, que es más de 1 billón de combinaciones. Entonces, ¿cuánta información contiene el ADN humano?
Hagamos algunos cálculos aquí.
Información que contiene nuestro ADN
Como hemos mencionado anteriormente, hay 60 mil millones de códigos de ADN en los 23 pares de cromosomas dentro de las células humanas.
El Proyecto Genoma Humano identificó generalmente que no hay diferencia entre hombres y mujeres en términos del alto grado de identidad autosómica. Entonces podemos decir que la información genética del ADN humano se compone aproximadamente de 3 mil millones de códigos cuadráticos.
En otras palabras, la cantidad de información que puede estar contenida en una sola célula humana es de 4 a la potencia de 3 mil millones.
Almacenar una cantidad tan grande de información en un espacio tan pequeño es el sueño final de los sistemas de almacenamiento informático. La combinación de uno o más de estos 3 mil millones de códigos de ADN puede manipular el cuerpo humano para realizar una variedad de funciones complejas.
Tu puedes ser consciente de que la vida humana comienza con un pequeño óvulo fertilizado que se replica y se divide, y cada cromosoma contiene el mismo ADN. Sin embargo, cuando estas células entran en la etapa de diferenciación, cada célula cambiará a sus diversas funciones designadas para formar varias células y tejidos en el cuerpo, como glóbulos rojos y blancos, células nerviosas y varias células de órganos.
Los biólogos también han descubierto que el embrión humano desarrolla diferentes tejidos y órganos en diferentes etapas durante su desarrollo. Incluso el momento de estos eventos especiales se establece para que los bebés que nacen antes o después puedan terminar con defectos congénitos.
Todo esto está controlado con precisión por el código de ADN.
Nuestro cuerpo es una máquina maravillosa, que incluso la ciencia todavía no llegó a descubrir en su totalidad, incluso la tecnología más avanzada no llegará nunca a igualarlo…
Continuará…
