Se ha publicado el resultado de las investigaciones llevadas a cabo por el profesor Ehud Shapiro y su equipo del Weizmann Institute of Science, en Rehevot, Israel; las cuales, hablan acerca de lo que ya es la creación del primer computador molecular autónomo programable.
Esta maravilla utiliza las moleculas de ADN para los procesos computacionales, obteniendo una singular velocidad de proceso, debido a la naturaleza de dichas moléculas. Teniendo en cuenta que para ganar potencia, debemos conseguir componentes de menor tamaño, resulta obvio imaginar lo valiosos que pueden llegar a ser estos «bio-componentes» de escasos nanómetros (1nm=10E-9m), en un futuro muy presente, especialmente cuando llegue el momento de que los circuitos integrados no acepten más transistores, por razones obvias de espacio.
Segun la Ley de Moore (cofundador de Intel), la densidad de transistores en un circuito se duplica cada 18 meses, hasta que las leyes físicas lo impidan, estimando esta fecha dentro de aproximadamente 15 años.
El tema está en la forma en que dichas moléculas (moléculas DNA) se compenetran entre sí, y en cómo podemos aprovechar las propiedades de dichos enlaces para construir operaciones complejas, como resultado de las interacciones entre las moléculas.
Las moléculas de ADN están compuestas por los llamados nucleótidos, moléculas DNA, que forman dos largas cadenas unidas entre sí en forma de doble hélice. Éstas son 4: Adenina, Timina, Citosina y Guanina. La diversidad que crea su combinación (gracias a moléculas de glucosa) a lo largo de cadenas ordenadas, es fácilmente apreciable, por ejemplo en los seres humanos.
Cada nucleótido tiende a unirse a su complementario, siendo las parejas de complementos, Adenina-Timina y Citosina-Guanina, clave fundamental de la capacidad de esta «tecnología». Representamos estas moléculas mediante los monómeros, su letra asociada (siendo ésta la inicial de su nombre), teniendo asi A,T,C y G.
Para la creación de programas que nos permitan solucionar problemas de cómputo, se deben diseñar las moléculas DNA específicas con las que podamos resolverlos. Para ello, se crean combinaciones distintas a partir de los nucleótidos, con las que representar el bit 1 y el 0, dando lugar al software molecular, en la forma de doble hélice antes mencionada, asociando después las operaciones convencionales y ‘construyendo’ con las enzimas (formaría el hardware molecular) que separan o unen las moléculas buscadas, según las operaciones.
Supongamos la cadena ATCGGACAT, su complementaria será TAGCCTGTA, consiguiendo por tanto la unión entre las dos cadenas, gracias a esta dinámica química.
Esto nos permite hacer una diferencia en las cadenas, dándonos la posibilidad de usar esta «propiedad química» como un posible modo de representación y cálculo.
Así, el 0 podrá estar formado por una combinación DNA, y el 1, por dicha combinación con su complementaria.
Ej.: (Tomemos las combinaciones de monómeros sacadas del modelo de Sticker)
5 decimal = 101 binario = ATCGG TCATA GCACT ‘código DNA’
TAGCC CGTGA
Existen varios modos de representar y operar con moléculas, teniendo el caso del diseño de un sistema molecular para la resolución de problemas del tipo de ‘Caminos Hamiltonianos’, realizado por Leonard Adleman (primero en obtener cálculos matemáticos con moléculas de ADN), en el cual se debe realizar un estudio para averiguar como llegar, de entre varios puntos, de uno a otro, sin pasar dos veces por el mismo punto, ni volver atrás, debiendo elegir el más eficiente.
Para ello, la computación molecular, asume un método extremadamente eficaz y rápido: la asociación de multiples cadenas con los puntos a recorrer en un tubo de ensayo, multiplicadas varias veces; y en otro, los complementos de cada uno de estos, agrupados de tal modo que aquellos puntos interconexionados, dan lugar en la mezcla, a la inmediata unión de complementos en paralelo, teniendo como el menor de todos ellos la solución más eficiente.
Esto es un ejemplo más de aplicaciones en computación molecular, las cuales tienen una tasa de errores muy pequeña (aprox. 1/10000 cómputos), gran velocidad, y trabajo en paralelo.
Pese a todo este alentador panorama, aún es pronto para ilusionarnos con estos descubrimientos, ya que comienzan su andadura por los caminos de la ciencia (o mejor dicho, la ciencia por ellos), pero como todo, ha de comenzar por el principio e ir avanzando con brillantes aportaciones de personas que prefieren mirar mas allá..
Naikon. Bilbao. 27 Febrero 2003