Cromosoma inorgànic basat en silici

Un cromosoma inorgànic basat en silici (en anglès Inorganic Chromosome based in Silicon o InChroSil) és un circuit elèctric que emula el comportament i l'estructura de l'ADN orgànic, és a dir, amb components electrònics es reprodueix amb tota exactitud l'estructura de l'ADN, sent les bases dels nucleòtids components electrònics, i els enllaços químics entre les bases, també són components electrònics. Això permet tenir un ADN artificial construït amb silici (circuit integrat o semiconductor).

Dispositiu Inchrosil.

HistòriaModifica

 
Unitat Inchrosil o parell de nucleòtids electrònics.

Inchrosil va ser inventat i patentat l'any 2006 per tres germans (Sílvia, Carles i José Daniel Llopis Llopis) a l'habitació d'un d'ells i amb pocs recursos.[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11] El primer prototip solament representava un parell nucleòtid i tenia unes dimensions d'una quartilla de paper. Avui dia s'ha desenvolupat i millorat el circuit i, amb el mateix espai es poden emmagatzemar bilions de nucleòtids i amb un estalvi d'espai d'emmagatzematge del 88 percent, pel que fa als sistemes d'emmagatzematge genètic actual.

En l'actualitat es construeixen els prototips en la sala blanca de Microsystems Technology Laboratories (MTL)[12] pertanyent a l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) i amb personal de l'empresa Threellop Nanotechnology Inc,[13] sent aquesta última la propietària de la propietat industrial.

Característiques de InChroSilModifica

 
Circuit complet per resoldre el problema del camí hamiltonià.

Inchrosil emmagatzema no solament el fill d'ADN principal, sinó el complementari, a més de poder emmagatzemar cadenes d'ADN incompletes, és a dir, nucleòtids on no posseeixin el seu complementari. Amb aquesta característica es poden tenir moltes combinacions d'una mateixa cadena d'ADN i, realitzar-se milers d'acoblaments de fills ADN incomplets necessaris per a la computació amb l'ADN.

En la mateixa posició que s'emmagatzema el nucleòtid, InChroSil té dissenyat un sistema de qualitat del nucleòtid. Aquest sistema ocupa la mateixa posició que el nucleòtid i permet mostrar la qualitat amb què s'ha pres el nucleòtid en la seqüenciació, amb això tenim 4 nivells que varien en un 25 per cent cadascun.

Quan es va dissenyar InChroSil es volia que fos integrable amb els sistemes informàtics actuals, ja que, avui dia, existeixen implementacions amb ADN orgànic, però no poden operar amb els sistemes convencionals, a més de posseir un caràcter perible.

Reproducció de l'experiment de AdlemanModifica

Els germans Llopis van reproduir mitjançant fills d'Inchrosil l'experiment del Professor Leonard Adleman,[14] el qual va demostrar que amb fills d'ADN orgànic es pot resoldre el problema del camí hamiltonià en ADN (computació basada en l'ADN).[15] Des de 1994 s'han realitzat diversos desenvolupaments amb ADN orgànic per construir màquines amb ADN, però amb l'inconvenient que el material era perible, és material orgànic, per aquest motiu, en el 2006, i de la mà dels germans Llopis es va implementar una versió amb circuits integrats, perquè d'aquesta forma fos infinitament reprogramable i amb una durabilitat de la informació de més de 40 anys.

Usos de InChroSilModifica

Inchrosil s'utilitza sobretot per a emmagatzematge massiu de seqüències d'ADN, sent els seus usos:

  • Identificació genètica personal, amb l'emmagatzematge de la petjada genètica. La seva invenció es deu el Dr. Alec Jeffreys a la Universitat de Leicester en 1984.
  • Estudis genètics, sent l'eina on s'emmagatzemaria seqüències grans, que es podria comparar i manipular digitalment.
  • Bancs genètics, on s'emmagatzemin quantitats grans d'informació genètiques.
  • Classificació d'espècies i animals.
  • Eina per a estudis mèdics (genètics).

Cod-InChroSil (Codification InChroSil)Modifica

A més d'emmagatzemar informació genètica, InChroSil pot emmagatzemar informació no genètica, com a imatges, arxius de música o text. Això s'aconsegueix traduint aquesta informació en fills d'ADN, per a això s'utilitza un sistema de codificació patentat que tradueix aquesta informació heterogènia en ADN (nucleòtids).

Vegeu tambéModifica

ReferènciesModifica

  1. Hirsch, Cliff «Inchrosil - Inorganic Chromosome Based in Silicion». , 11/2007.
  2. Ministry of justice (Israel) «ELECTRONIC SYSTEM FOR EMULATING THE CHAIN OF THE DNA STRUCTURE OF A CHROMOSOME». Israel state scientific records, 2009.
  3. NanoSapin.org, Spanish Nanotechnology Network; Phantoms foundations «Threellop: Inorganic Chromosome based in Silicion». Nanoscience and nanotechnology in Spain, 2009, pàg. 168.
  4. Javier Carazo «Pequeños gigantes: La revolución española en el ADN». , 26-08-2009.
  5. CDTI - Centro de desarrollo tecnologico e innovación, Governamment of Spain; Ministry of Industry (Spain) «Innovador sistema de Almacenamiento genético electrónico». Perspectiva, vol. 31, 07/2009, pàg. 60.
  6. University of Granada, Mando de Adiestramiento y Doctrina (MADOC); El Instituto Español de Estudios Estratégicos «Identification system by means of InChroSil (Inorganic Chromosome Based in Silicon)». III Congreso Internacional de Seguridad y Defensa, vol. volumen III, 12-11-2008.
  7. ANTONIO GONZÁLEZ «Tarjetas de ADN para identificar soldados». , 06-11-2007.
  8. Generalitat Valenciana, Government of Spain. Capacidades en Biotecnología - VIT SALUD. Valencia: Generalitat Valenciana, 2008, p. 143. 
  9. de las Heras «DNI genético, identificación segura». , 27-09-2009.
  10. Sanchis, Eva «Ya es posible comparar el ADN de forma masiva». , 20-09-2009.
  11. belt.es, El Portal de los Profesionales de la Seguridad «Threellop Nanotechnology transformará el mundo de la salud, la seguridad y la defensa». , 09/2009.
  12. [ http://www-mtl.mit.edu/ Microsystems Technology Laboratories]
  13. «Threellop Nanotechnology Inc». Arxivat de l'original el 2009-05-08. [Consulta: 2 març 2021].
  14. Leonard M. Adleman «Molecular Computation Of Solutions To Combinatorial Problems». Science, 266, 11, 11-11-1994, pàg. 1021–1024. Arxivat 2005-02-06 a Wayback Machine. — La primera publicación de computación basada en ADN. Describe una solución Problema del camino Hamiltoniano dirigido.
  15. Martyn Amos «Theoretical and Experimental DNA Computation». Springer, 26-07-2005. — Publicación de computación basada en ADN. Donde se resuelve varios problemas con ADN.

BibliografiaModifica

Enllaços externsModifica