Batteri e dna come hard disk per memorizzare enormi quantità di informazioni

Pendrive, hard disk, memory card, micro sd, cd e dvd.. Possiamo dire addio a tutte queste memorie di archiviazione? Se è vero, e così sembra, ci si avvicina a una possibile e anche incredibile svolta nel futuro: vari team di ricercatori da più paesi sono alle prese con nuove sperimentazioni che focalizzano l’attenzione nel tentativo di sfruttare le capacità del dna e dei batteri di registrare le informazioni ed utilizzare dunque gli stessi come memorie di massa, praticamente hard disk con enormi quantità di dati memorizzabili in davvero minime tracce: vale a dire all'incirca un solo millimetro cubo di dna basterebbe per un exabyte di informazioni, l’equivalente di un miliardo di gigabyte. Scopriamo di più in questo articolo su queste ipotetiche nuove memorie “naturali” di archiviazione.

Qualche parola sul dna

Il dna è l’acido nucleico di cui è composto ogni essere vivente. Il dna è l’intera raccolta di informazioni e dati che fanno parte del nostro organismo e sempre nel dna sono depositate quindi tutte le possibili informazioni genetiche. A scoprirlo fu il biologo svizzero Johan Friedrich Miescher nel 1869 presso i laboratori di Felix Hoppe Seyler a Tubinga, isolando per la prima volta gli acidi nucleici e solo successivamente invece, nel 1953, se ne scoprì la sua struttura a doppia elica grazie al biologo James Watson e al fisico Francis Crick.
Ma il dna è presente anche nei batteri: in tal caso il genoma si presenta come un materiale filamentoso immerso nel citoplasma che, a differenza della cellula eucariote, è privo di un sistema di membrane che abbiano lo scopo di separare il materiale genetico dal citosol. Il dna batterico si presenta come una forma circolare, dunque non lineare, pertanto tale struttura costituita da un solo cromosoma può essere definita cromosoma batterico (figura 1).

Figura 1: differenza fra cellula eucariote e cellula procariote

Figura 1: differenza fra cellula eucariote e cellula procariote

Il processo mediante il quale una cellula batterica trasferisce porzioni di dna ad un’altra cellula prende nome di coniugazione batterica, processo che potrebbe portare anche alla ricombinazione genetica dei batteri. Tale processo venne scoperto nel 1946 da Edward Lawrie Tatum Joshua Lederberg con lo studio in particolare del batterio Escherichia coli, proprio quello preso in considerazione da un equipe di ricercatori nella fase di sperimentazione al riguardo delle nuove memorie di archiviazione di cui parleremo più avanti. Se lo sviluppo di una forma di vita umana avviene mediante fecondazione, le cellule dei batteri, che si riproducono in maniera asessuata, possono contare sulla loro evoluzione principalmente in due meccanismi: mutazioni e ricombinazioni.

Il sistema Crispr

Sembra davvero incredibile, ma in futuro potremmo utilizzare i batteri come memorie di archiviazione proprio come le attuali pen drive e gli hard disk. Ma in che senso? L’idea è stata pensata dalla mente di biologici e genetisti che immaginano di sfruttare la capacità del dna di contenere e [...]

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