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

Твой железный питомец. Домашние животные на батарейках Твой железный питомец. Домашние животные на батарейках

Робот-питомец не линяет, не дерет обои… Но может ли он заменить живого?

Цифровой океан
В зоне риска: 9 самых неожиданных профессиональных заболеваний В зоне риска: 9 самых неожиданных профессиональных заболеваний

Представляем девять наиболее рискованных профессий

Вокруг света
Робот двигается по артериям и прокалывает бляшки, спасая от инсульта Робот двигается по артериям и прокалывает бляшки, спасая от инсульта

Робот, который может быть использован для лечения людей после инсульта

ТехИнсайдер
Герои фильмов, с которыми мы бы хотели провести лето Герои фильмов, с которыми мы бы хотели провести лето

Киногерои, которые всегда знают, как провести время с огоньком

Playboy
Секс, мода и рок-н-ролл: из жизни ушел Роберто Кавалли Секс, мода и рок-н-ролл: из жизни ушел Роберто Кавалли

Каким был итальянский модельер Роберто Кавалли?

Forbes
«Воды мира: Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты» «Воды мира: Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты»

Почему когда-то океанографы считали Мировой океан медленным и стабильным

N+1
Английский кукурузник, который прихлопнул «Бисмарка» Английский кукурузник, который прихлопнул «Бисмарка»

Героическая история торпедоносца Fairey Swordfish

Maxim
13 полезных советов для выживания в офисе в картинках 13 полезных советов для выживания в офисе в картинках

Житейской мудростью мы попросили поделиться героя популярного комикса

Maxim
Пломбир в вафельном стаканчике нацелился на Африку Пломбир в вафельном стаканчике нацелился на Африку

Компания «Айсберри» запустила крупнейшую в России фабрику по выпуску мороженого

Эксперт
Сергей Попов Сергей Попов

Астрофизик Сергей Попов, автор мема «черные дыры не сосут»

Esquire
Как украсить дом экологично: художница Алиса Рыжкова создает интерьерные мобили из переработанных материалов Как украсить дом экологично: художница Алиса Рыжкова создает интерьерные мобили из переработанных материалов

Алиса Рыжкова создает скульптуры с использованием переработанных материалов

Esquire
От бедности - к роскоши! Как Брежнева, Ивлеева и другие звезды добились успеха От бедности - к роскоши! Как Брежнева, Ивлеева и другие звезды добились успеха

Своим трудом и упорством они смогли добиться успеха

Cosmopolitan
Такое модное НЕмолоко Такое модное НЕмолоко

Есть ли в растительном молоке польза, и что с ним делать на домашней кухне?

Здоровье
«Будь здорова, но несчастлива»: как Василий Шукшин разрушил жизнь первой жены «Будь здорова, но несчастлива»: как Василий Шукшин разрушил жизнь первой жены

Женщина, которая считала себя единственной женой Шукшина

Cosmopolitan
Состав потепления: как ученые доказали решающую роль человека в изменении климата Состав потепления: как ученые доказали решающую роль человека в изменении климата

Человек оказывает определяющее влияние на глобальное потепление?

Forbes
Серебро и деготь: 10 лайфхаков знаменитых путешественников Серебро и деготь: 10 лайфхаков знаменитых путешественников

Трэвэл-лайфхаки во времена, когда вместо джипов были верблюды

Вокруг света
Разводной ключ Разводной ключ

Иногда разрыв с мужем – не столько боль, сколько освобождение

Лиза
Каким будет образование для бедных и для богатых Каким будет образование для бедных и для богатых

Какое образование будет доступно бедным, а какое — богатым?

СНОБ
Как российскому стартапу подготовиться к IPO Как российскому стартапу подготовиться к IPO

Несколько советов, которые помогут компании подготовиться к размещению акций

Inc.
12 признаков человека, неспособного любить 12 признаков человека, неспособного любить

Как узнать человека, который олицетворяет собой «нелюбовь»?

Psychologies
Фигуристые красотки! Как выглядят звезды сериала «Счастливы вместе» в бикини Фигуристые красотки! Как выглядят звезды сериала «Счастливы вместе» в бикини

Звезды сериала «Счастливы вместе» – королевы пляжа

Cosmopolitan
Откровенные фото и вещие сны: 5 историй о разоблачении изменщиков Откровенные фото и вещие сны: 5 историй о разоблачении изменщиков

Делимся историями о том, как люди узнают об изменах своих любимых

Psychologies
Юрий Куклачев Юрий Куклачев

Разговор с легендарным укротителем домашних кошек Юрием Куклачевым

Maxim
Удивительное рядом Удивительное рядом

Старая миланская квартира со сменой декораций и настроений

AD
Вне конкурса Вне конкурса

Люди по всему миру переосмысляют свою жизнь

Glamour
Безопасно и комфортно. 10 правил для вашего дома Безопасно и комфортно. 10 правил для вашего дома

Иногда важно взглянуть по-новому на то, как устроен ваш дом

Домашний Очаг
Ферментируй это: продукты, которые стоит добавить в ваш рацион Ферментируй это: продукты, которые стоит добавить в ваш рацион

Ферментируй для исправной работы пищеварения.

GQ
Как выглядят дочери российских режиссеров в бикини: Меньшова, Михалкова и другие Как выглядят дочери российских режиссеров в бикини: Меньшова, Михалкова и другие

Дочери мэтров российского кинематографа обладают прекрасными внешними данными

Cosmopolitan
Москвич по имени Петр Москвич по имени Петр

Расчетливая немка сделала ошибку: решила поддерживать страсть Петра холодностью

Караван историй
Вверх тормашками: как я научился зависать и управлять гравитацией Вверх тормашками: как я научился зависать и управлять гравитацией

Финский биохакер — о своем опыте инверсионной терапии

Reminder
Открыть в приложении