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Il futuro dell'archiviazione è nel DNA?

21/08/2012
- A cura di
Tecnologia & Attualità - Un esperimento ai confini della fantascienza condotto da ricercatori di Harvard potrebbe aprire la strada ad una nuova e pionieristica tecnologia basata sulla molecola di DNA per archiviare informazioni a lungo termine.

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La notizia non è passata inosservata da quando Science Magazine ha pubblicato pochi giorni fa il resoconto di un esperimento condotto dal team guidato da George Church della Harvard Medical School: siamo pronti per archiviare permanentemente le informazioni nella molecola del DNA?

Il precedente: il batterio artificiale di Craig Venter

Realizzare una molecola di DNA contenente una sequenza prescelta di basi azotate, in modo che possa codificare un messaggio non ereditato da una cellula-madre, è un'idea pionieristica ma, considerando la velocità con cui vengono raggiunti nuovi traguardi scientifici, resa realtà circa due anni fa da Craig Venter e dal suo team di ricerca, quando ha annunciato di aver costruito in laboratorio il genoma di un batterio e di aver inserito tra le basi azotate della sequenza nucleotidica, con un codice prestabilito, i nomi degli scienziati che avevano lavorato al progetto costato circa 40 milioni di dollari.

Commentando la notizia, Venter definì il "suo" batterio "la prima cellula ad avere un computer come genitore". La provocatoria ricerca di Venter ha rivelato alla comunità scientifica che è possibile manipolare con successo i genomi al di là delle tecniche oggi ampiamente utilizzate, e ha aperto interessanti scenari nell'applicazione biologica delle tecnologie esistenti che permettono di costruire in laboratorio specifiche sequenze geniche.

L'esperimento di Harvard

L'importanza del lavoro svolto dal team di George Church dimostra che è possibile conservare (artificialmente) nel DNA una quantità di informazioni molto maggiore rispetto a quella raggiunta da Venter: i ricercatori di Harvard hanno memorizzato sotto forma di DNA parte del libro "ReGenesis" scritto da Church (circa 53400 parole) - il cui tema principale è proprio quello della "biologia sintetica" - 11 immagini in formato di JPG ed un piccolo programma scritto in Javascript, per avvalorare la versatilità del "nuovo supporto" di archiviazione.

Il DNA e l'informazione

Il DNA (una sigla che sta per "acido desossiribonucleico") appartiene alla famiglia degli acidi nucleici, ed è un polimero organico, composto da monomeri chiamati nucleotidi.

Ogni nucleotide condivide la medesima struttura di base, essendo composto da un gruppo fosforico, da uno zucchero ciclico a cinque atomi di carbonio (desossiribosio) e da una base azotata.

Ciò che differenzia i nucleotidi tra loro è proprio la base azotata: normalmente nel DNA sono presenti solo quattro basi azotate, chiamate adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Il legame della base azotata con la molecola di desossiribosio costituisce un nucleoside, e il legame di quest'ultimo con un gruppo fosforico costituisce un nucleotide.

Catena.png

Ciascun nucleotide può legarsi attraverso il desossiribosio, con un altro nucleotide, agganciandosi al gruppo fosforico di quest'ultimo. In tal modo si realizza una catena di nucleotidi, che codifica per l'informazione trasportata dal DNA. Grazie ad un codice universale, interpretato da molecole che fungono da "adattatori" e che appartengono alla famiglia degli RNA, ad ogni tre nucleotidi viene associato in modo univoco un aminoacido ossia uno dei "mattoni" fondamentali delle proteine: in questo modo si spiega in come il DNA rappresenti la fonte delle informazioni che tutte le cellule di tutte le forme di vita usano per realizzare e mantenere la vita.

In definitiva, quindi, è la sequenza dei nucleotidi nella catena del DNA a determinare il messaggio che la molecola veicola.

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