Consiguen crear un sistema biológico que efectúa operaciones lógicas análogas a las que pueden realizar los transistores de silicio.
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El transistor es el componente principal de los circuitos integrados que usan todos los dispositivos electrónicos que usamos en la actualidad. En los microprocesadores hay millones de ellos. Estos transistores manipulan corrientes eléctricas y están hechos de semiconductores, en concreto suele ser silicio.
Cuando se trata de componentes digitales los transistores realizan operaciones lógicas. Aunque otra de sus funciones importantes es la amplificación se señales. Hasta el momento la tecnología de los transistores de silicio es la única que permite la computación de una manera sencilla y barata. Sin embargo, no es el único tipo de transistor que se puede concebir.
Ahora un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha conseguido realizar transistores biológicos que usan ADN, ARN y enzimas para manipular señales bioquímicas. Lo llaman transcriptor.
El transcriptor permite a realizar computación dentro de células vivas según éstas son expuestas a ciertos estímulos externos y así poner en marcha o no procesos específicos según las necesidades.
Los investigadores implicados sostienen que las computadoras biológicas pueden ser usadas para reprogramar sistemas vivos, vigilar el ambiente y mejorar terapias.
Así como el transistor semiconductor controla el flujo de electrones en los circuitos, el transcriptor manipula el flujo de ARN polimerasa (una enzima) según ésta viaja por la hebra de ADN. Para realizar este control se usan unas proteínas naturales denominadas integrasas. Al igual que el transistor sirve para amplificar una señal eléctrica, en el caso del transcriptor un pequeño cambio en la integrasa puede crear un gran cambio de la expresión de otros dos genes. En ambos casos la amplificación es algo esencial para que el sistema funcione bien sin que las señales desaparezcan en el ruido de fondo.
El sistema permite implementar puertas lógicas genéticas basadas en el Álgebra de Boole habitual que devuelven respuesta de verdadero o falso a preguntas bioquímicas que se den en la célula. La elección de las enzimas necesarias se debe hacer en función de si se trata de bacterias, hongos, plantas o animales para así tener biocomputación en una gran variedad de organismos.
Obviamente el transcriptor por sí sólo no constituye un computador completo, sino algo mucho más sencillo.
Además de realizar operaciones lógicas, un computador tiene que almacenar y transmitir información. Pero estas otras dos tareas ya fueron realizadas con componentes biológicos el año pasado por el mismo grupo investigador. Así, pudieron almacenar información genética reescribible en el ADN y transmitirla de célula a célula en una especie de “internet biológica” sencilla. Juntando estas funciones se podría crear un sistema de computación biológico completo.
De momento se planea usar este tipo de computación en investigación básica para Biología. No se pretende competir con la computación tradicional basada en semiconductores. Aunque el sistema sólo está limitado por la imaginación.
Estos investigadores han puesto sus resultados en dominio público para que otros también puedan desarrollar y mejorar este concepto de computación biológica.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]
Artículo original. [3]