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

Как узнать, как вы записаны в телефоне у другого человека. 2 приложения и 3 способа Как узнать, как вы записаны в телефоне у другого человека. 2 приложения и 3 способа

Легально ли узнавать, как вы записаны в телефоне у другого человека?

Цифровой океан
Помогает блогерам запускать курсы и зарабатывает от 500 тысяч рублей в месяц: как устроена работа продюсера соцсетей Помогает блогерам запускать курсы и зарабатывает от 500 тысяч рублей в месяц: как устроена работа продюсера соцсетей

Что делает продюсер соцсетей

VC.RU
Самый первый iPhone. Когда вышел и каким он был Самый первый iPhone. Когда вышел и каким он был

Кто создал iPhone, как он выглядел и сколько стоил

Цифровой океан
Иностранные жены российских правителей Иностранные жены российских правителей

Как сложились судьбы иностранок в российской правящей семье

Культура.РФ
Что происходит с организмом, если долго хранить девственность Что происходит с организмом, если долго хранить девственность

Вредно ли для организма долго жить с девственностью или нет?

Psychologies
Победа Германии: кто выиграл от конфликта вокруг «Северного потока-2» Победа Германии: кто выиграл от конфликта вокруг «Северного потока-2»

Как сказался конфликт вокруг «Северного потока-2» на разных странах?

Forbes
Квантовый вычислитель уместили в две серверные стойки Квантовый вычислитель уместили в две серверные стойки

Ученые уменьшили размеры квантового вычислителя

N+1
Подтяжка лица нитями: что нужно знать, перед тем как решиться Подтяжка лица нитями: что нужно знать, перед тем как решиться

Что предпочесть, если вы не готовы смириться с возрастными признаками

Cosmopolitan
7 смертельных опасностей, которые поджидали наших предков прямо у них дома 7 смертельных опасностей, которые поджидали наших предков прямо у них дома

Двести лет назад не нужно было даже выходить из дома, чтобы неожиданно умереть!

Maxim
Какой «автомат» тебе нужен Какой «автомат» тебе нужен

Четыре способа навсегда  забыть о педали сцепления

Maxim
Казус Лаврова, или Почему Москва обязана вести переговоры с террористами Казус Лаврова, или Почему Москва обязана вести переговоры с террористами

Кремль пошел на прямые, открытые и официальные переговоры с террористами

СНОБ
Формула успеха: энергия и классные идеи Формула успеха: энергия и классные идеи

Как проходит день блогера-миллионника?

OK!
Слишком сексуально — это плохо? Почему нам Слишком сексуально — это плохо? Почему нам

Внешний вид женщин на протяжении всей истории был под особым прицелом

Cosmopolitan
Куда уйти из Facebook?. «Убийца Тик-Тока» и еще четыре новые социальные сети Куда уйти из Facebook?. «Убийца Тик-Тока» и еще четыре новые социальные сети

FB, Twitter, VK, OK, не пора ли вам подвинуться?

Цифровой океан
Как пережить безответную любовь. Советы психолога Как пережить безответную любовь. Советы психолога

Для чего существует безответная любовь? Почему некоторые живут с ней годами?

РБК
Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину

Оказывается, мобильные игры вредны не только для детей, но и для родителей

Psychologies
«День, когда я прикоснулась к незнакомцу» «День, когда я прикоснулась к незнакомцу»

Наша читательница делится своим необычным интимным опытом.

Psychologies
Стесняюсь спросить: 18 важных вопросов тренеру по боксу (и еще один) Стесняюсь спросить: 18 важных вопросов тренеру по боксу (и еще один)

Чем бокс отличается от других боевых искусств и поможет ли он похудеть?

Esquire
Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах

Физики смогут расширить область применения плазменных ускорителей

N+1
Хата не с краю. Почему Москва, в отличие от России, идеальна для экспатов Хата не с краю. Почему Москва, в отличие от России, идеальна для экспатов

Россию сочли непригодной для экспатов

СНОБ
Оригинал или подделка? Как разобраться в сумках Louis Vuitton Оригинал или подделка? Как разобраться в сумках Louis Vuitton

Как отличить подделку от оригинала Louis Vuitton?

Cosmopolitan
Чудеса на виражах: что такое torque vectoring Чудеса на виражах: что такое torque vectoring

Что такое вектор крутящего момента и чем он важен?

Популярная механика
Топ-5 самых интересных псевдонаук Топ-5 самых интересных псевдонаук

Если традиционное знание надоело, всегда есть альтернативы!

Maxim
Время для нового старта: о чем стоит задуматься в 35 лет? Время для нового старта: о чем стоит задуматься в 35 лет?

35 лет — подходящий момент, чтобы понять, как начать жить лучше

Psychologies
Блокадный огород Блокадный огород

Как выживал блокадный Ленинград

Дилетант
Инбридинг и гемолитическая болезнь плода повлияли на вымирание неандертальцев Инбридинг и гемолитическая болезнь плода повлияли на вымирание неандертальцев

Генетики проанализировали четыре древних генома архаичных людей

N+1
Дары Кубани Дары Кубани

Геленджик — слово года не только для ценителей остросюжетного кино на ютьюбе

Tatler
Умри все живое: мифы и правда о пастеризованном молоке Умри все живое: мифы и правда о пастеризованном молоке

Температуры, давление под 6000 атмосфер — чему только не подвергается молоко

Вокруг света
«Поедете этапом в СИЗО, где вас будут насиловать». Монолог бывшего заключенного Ангарской колонии «Поедете этапом в СИЗО, где вас будут насиловать». Монолог бывшего заключенного Ангарской колонии

Что происходило в Ангарской колонии?

СНОБ
Память воды Память воды

Как фридайвинг учит открывать новые глубины в себе самой

Tatler
Открыть в приложении