Все фильмы на свете можно сохранить на донышке пробирки

Цифровой океанHi-Tech

Генетическая память. Почему в недалеком будущем вся информация в мире будет храниться на ДНК

Все фильмы на свете можно сохранить на донышке пробирки. Для этого нужно записать их на ДНК. Эта молекула — ​самый компактный носитель информации из всех, что нам известны. Пройдет десяток лет, и ДНК-память станет такой же привычной, как жесткий диск

Текст: Анастасия Шартогашева

Это шутка? Или ­какой‑то экзотический эксперимент? Нет. Природа создала ДНК специально для хранения информации, и молекула очень хороша в этой роли. В теле среднего человека всего 200 граммов ДНК, но на это количество в теории можно было бы записать 43 тысячи петабайт данных (один петабайт равняется тысяче терабайтам, или квадриллиону байт, это число с пятнадцатью нулями). Чтобы разместить столько же информации на жестких дисках, понадобилось бы 4 миллиона 300 тысяч 10-терабайтных носителей, которые заняли бы куб с ребром почти 12 метров.

Кроме компактности у ДНК есть и другие преимущества. Она хранится неопределенно долго — ​смогли же ученые прочитать ДНК мамонта, пролежавшего в вечной мерзлоте 38 тысяч лет. Для сравнения: записи на оптических носителях становятся нечитаемыми уже через 30 лет, магнитные ленты за несколько десятилетий рассыпаются в пыль, ячейки на жестких дисках размагничиваются через 10–50 лет.

Помимо физического старения есть еще и моральное. Устройства для чтения устаревают и оказываются на свалке, а информация, записанная на старомодный носитель, становится недоступной. Такое случилось с результатами экспериментов, которые провел на Луне экипаж «Аполлона‑11». Ученые из NASA записали их на магнитные ленты, а в 2008 году уже не смогли прочитать. Если бы аппарат IBM 729 Mark V не нашелся в музее, уникальные данные о свойствах лунной пыли пропали бы навсегда.

С технологией чтения ДНК такое вряд ли случится. «Если на Земле не останется ни одного места, где можно секвенировать ДНК, это будет означать, что наша цивилизация столкнулась с очень серьезными проблемами», — ​шутит биоинформатик Дина Зелински. И действительно, если мы разучимся читать ДНК, значит, потеряем биохимию, медицину, вирусологию и многие другие науки.

Трансляция РНК. В клетках живых организмов рибосомы (в центре) производят белки (красный) по «рецепту», который считывают с ДНК или РНК (цветная цепочка)
Трансляция РНК. В клетках живых организмов рибосомы (в центре) производят белки (красный) по «рецепту», который считывают с ДНК или РНК (цветная цепочка)

Понятно, в природе ДНК хранит информацию. А на каком языке?

Молекула ДНК содержит генетический код. Это инструкция, по которой ферменты (молекулярные машины, управляющие химическими реакциями) строят живые организмы: от кишечной палочки до человека. Если представить, что гены — ​это слова, то биологический вокабуляр достаточно велик: геном человека содержит 20–40 тысяч генов. Алфавит же состоит всего из четырех букв. Смысловая часть ДНК представляет собой последовательность азотистых оснований, или нуклеотидов. Это четыре простых химических соединения, которые называются аденин (А), тимин (Т), цитозин (C) и гуанин (G).

Сходство очевидно. Компьютерные данные записывают в виде чисел в двоичной системе, используя значения 0 и 1. ДНК — ​это четверичный код, состоящий из букв: A, T, C и G. Есть много способов превратить двоичный код в последовательность нуклеотидов. Например, можно записать 00 как A, 01 — ​как C, 10 — ​как G, и 11 — ​как T.

Капсула времени. В честь 20-летия Олимпиады в Сиднее видеозапись чемпионской гонки бегуньи Кэти Фримен записали на ДНК и поместили в металлическую капсулу
Капсула времени. В честь 20-летия Олимпиады в Сиднее видеозапись чемпионской гонки бегуньи Кэти Фримен записали на ДНК и поместили в металлическую капсулу

Правда, самый простой способ не всегда лучший. Некоторые последовательности, которые часто встречаются в двоичной записи, для геномов живых организмов нехарактерны. Например, длинные участки ДНК с преобладанием одного и того же нуклеотида или двух чередующихся. Их трудно синтезировать: они склонны к разрывами или закручивают молекулу в узлы, которые мешают ее прочитать.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Чем заменить Trello? Шесть лучших отечественных сервисов. Аналоги уходящего из России Trello Чем заменить Trello? Шесть лучших отечественных сервисов. Аналоги уходящего из России Trello

Atlassian удаляет аккаунты россиян. Чем заменить популярный сервис?

Цифровой океан
Москвич по имени Петр Москвич по имени Петр

Расчетливая немка сделала ошибку: решила поддерживать страсть Петра холодностью

Караван историй
Как подключить телевизор по HDMI Как подключить телевизор по HDMI

Как подключить ноутбук или компьютер к телевизору по HDMI

CHIP
Кавказ подо мною Кавказ подо мною

Чем могут удивить 5 южных регионов нашей страны

Добрые советы
5 бунтарок, изменивших мир: чему всем нам стоит у них поучиться 5 бунтарок, изменивших мир: чему всем нам стоит у них поучиться

Выдающиеся женщины, которые своим протестом изменили ход истории

Psychologies
Марсианские подледные озера оказались залежами глины Марсианские подледные озера оказались залежами глины

Они были открыты благодаря радарным наблюдениям

N+1
Чья власть: 4000 лет борьбы за мировое господство в одной диаграмме Чья власть: 4000 лет борьбы за мировое господство в одной диаграмме

От Древнего Египта и Хеттского царства до противостояния СССР и США

Вокруг света
Решающие битвы или мелкие стычки? Решающие битвы или мелкие стычки?

Что нам известно о сражениях Александра Невского по документам и летописям

Дилетант
Как правильно хранить продукты в холодильнике: главные советы Как правильно хранить продукты в холодильнике: главные советы

Наиболее полезные рекомендации по хранению продуктов в холодильнике

CHIP
Экологический переворот Экологический переворот

Понять, принять и посчитать. Экология — это навсегда

Forbes
Археологи нашли в Лестере древнеримскую рукоять с изображением сцены казни Археологи нашли в Лестере древнеримскую рукоять с изображением сцены казни

Археологи обнаружили в Лестере древнеримскую рукоять ключа из медного сплава

N+1
Шесть миллионов за воздух. Безумно дорогие покупки в играх — за реальные деньги Шесть миллионов за воздух. Безумно дорогие покупки в играх — за реальные деньги

Самые дорогие покупки в виртуальной реальности

Цифровой океан
Как понять, что вы ведете себя с ребенком токсично Как понять, что вы ведете себя с ребенком токсично

Как понять, что мы, возможно, травмируем самых любимых на свете людей?

Psychologies
Вторсырье примут в электронном виде Вторсырье примут в электронном виде

Служба управления отходами Ubirator запустила собственную ERP-систему

Inc.
Прямо скажем: 10 лучших укладок для прямых волос любой длины Прямо скажем: 10 лучших укладок для прямых волос любой длины

Как уложить абсолютно прямые волосы?

Cosmopolitan
Смартфон на колесах: что такое и как работают Apple CarPlay и Android Auto Смартфон на колесах: что такое и как работают Apple CarPlay и Android Auto

Рассказываем о крайне полезных для автомобилиста функциях медиасистем

CHIP
Месье безупречность. Подержанный Renault Duster Месье безупречность. Подержанный Renault Duster

Надёжность и выносливость Renault Duster выше всяких похвал. Ну, почти…

4x4 Club
Чьи мечты мы реализуем и как ставить собственные цели Чьи мечты мы реализуем и как ставить собственные цели

Зачастую установки в нашей голове принадлежат вовсе не нам

Psychologies
Как говорить с партнером об измене: 3 шага для сохранения отношений Как говорить с партнером об измене: 3 шага для сохранения отношений

Измена — одна из главных причин разводов и расставаний

Psychologies
Юрий Веденеев. Баловень судьбы Юрий Веденеев. Баловень судьбы

Английская пресса вышла с заголовками «Шикарный бас из России»

Караван историй
Как сервисы доставки еды влияют на наше здоровье Как сервисы доставки еды влияют на наше здоровье

Сервисы доставок не такие милые помощники, как может показаться

Популярная механика
Печем дома! Печем дома!

Даже если вы печете раз в месяц, выбирайте для этого правильные ингредиенты

Добрые советы
Аналоги Nike, Uniqlo и других: кто в Китае растёт вместо западных брендов и чем они примечательны Аналоги Nike, Uniqlo и других: кто в Китае растёт вместо западных брендов и чем они примечательны

Почему пользователи китайской соцсети Weibo призвали к бойкоту H&M и Nike

VC.RU
Почему запрет на двойное гражданство для чиновников не помогает бороться с коррупцией Почему запрет на двойное гражданство для чиновников не помогает бороться с коррупцией

Запрет госслужащим иметь иностранные паспорта никак не защищает от коррупции

Forbes
Ученые назвали самые умные и самые глупые породы собак Ученые назвали самые умные и самые глупые породы собак

Готов ли ты узнать правду о своем питомце?

Maxim
451 градус по Рэю Брэдбери: как главный роман фантаста-консерватора стал образцом критики современной цивилизации 451 градус по Рэю Брэдбери: как главный роман фантаста-консерватора стал образцом критики современной цивилизации

История создания романа-антиутопии "451 градус по Фаренгейту"

Esquire
Белла Порч Белла Порч

Белла Порч — о детстве, свободе и службе на военно-морском флоте

ЖАРА Magazine
Встал и побежал Встал и побежал

Как привить ребенку любовь к спорту

Cosmopolitan
Первый космический холодильник: полет нормальный Первый космический холодильник: полет нормальный

О реальных перспективах создания космического холодильника

Популярная механика
Правила жизни Кейси Аффлека Правила жизни Кейси Аффлека

Кейси Аффлек: Иногда я изо всех сил хочу забыть свое детство

Esquire
Открыть в приложении