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

Человек и антивирус. Биография Евгения Касперского Человек и антивирус. Биография Евгения Касперского

Почему фамилия Касперский стала для многих «частью компьютера»

Цифровой океан
Как выглядят жены звезд сериала «Мосгаз»: Смолякова, Чурсина, Ветрова и других Как выглядят жены звезд сериала «Мосгаз»: Смолякова, Чурсина, Ветрова и других

С кем связали судьбы звезды сериала «Мосгаз»

Cosmopolitan
Общество нового чипа: почему так важен технологический суверенитет в области ИИ Общество нового чипа: почему так важен технологический суверенитет в области ИИ

Почему возможность производить процессоры и микрочипы — не только преимущество

Forbes
Как выглядят дочери красавиц-брюнеток Голливуда: Джоли, Беллуччи, Хайек и других Как выглядят дочери красавиц-брюнеток Голливуда: Джоли, Беллуччи, Хайек и других

Звездные мамочки с роковой внешностью вписали свои имена в историю кинематографа

Cosmopolitan
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
5 сценариев из детства, от которых лучше избавиться 5 сценариев из детства, от которых лучше избавиться

Как установки из детства ограничивают нашу жизнь и делают нас напряженными

Psychologies
Темная правда о клане Кеннеди: измены, наркотики, трагические смерти и тайны Темная правда о клане Кеннеди: измены, наркотики, трагические смерти и тайны

Семья Кеннеди переживала великие победы и огромные трагедии

VOICE
«Смотри на любую ситуацию со знаком плюс, и у тебя все получится». Владимир Канухин о съемках в комедийном сериале «Миллионер из Балашихи» «Смотри на любую ситуацию со знаком плюс, и у тебя все получится». Владимир Канухин о съемках в комедийном сериале «Миллионер из Балашихи»

Прогулка по Балашихе с актером Владимиром Канухиным

СНОБ

Воспоминания о пережитом в Беслане

Cosmopolitan
10 признаков, что твоя кожа стареет быстрее положенного 10 признаков, что твоя кожа стареет быстрее положенного

10 признаков преждевременного старения

Cosmopolitan
От «Змея» до «Охотников за разумом»: лучшие сериалы про серийных убийц и маньяков От «Змея» до «Охотников за разумом»: лучшие сериалы про серийных убийц и маньяков

Подборка сериалов про маньяков и серийных убийц

Playboy
Доступная среда. Кому она нужна? Доступная среда. Кому она нужна?

Что нужно изменить в России, чтобы в ней было комфортно жить всем?

Домашний Очаг
Между подвигом и сном Между подвигом и сном

Катя Варнава серьезно размышляет о проблемах русских женщин

Esquire
Клубок мифов: 12 фактов и выдумок о ежах Клубок мифов: 12 фактов и выдумок о ежах

Популярные мифы о колючих животных

Вокруг света
Обмани как художник: как известные творцы вводили мир в заблуждение Обмани как художник: как известные творцы вводили мир в заблуждение

Жизнь художников часто обрастает мифами, которые нередко создаются ими самими

GQ
Всех на волю: как в СССР хотели упразднить брак и что из этого вышло Всех на волю: как в СССР хотели упразднить брак и что из этого вышло

Советская сексуальная революция

Cosmopolitan
Решающие битвы или мелкие стычки? Решающие битвы или мелкие стычки?

Что нам известно о сражениях Александра Невского по документам и летописям

Дилетант
Цифровой детокс и 9 других способов для восстановления сил Цифровой детокс и 9 других способов для восстановления сил

Кажется, пора сделать перерыв

Playboy
Подвижные магнитные квазимонополи предложили искать при комнатной температуре Подвижные магнитные квазимонополи предложили искать при комнатной температуре

Открыта среда, в которой возможно распространение магнитных квазимонополей

N+1
7 самых космических документальных фильмов 7 самых космических документальных фильмов

Правдивое кино о нашей Вселенной, которая до сих пор хранит много тайн и загадок

GQ
Молекулярную динамику жидкой воды исследовали с атомарным разрешением Молекулярную динамику жидкой воды исследовали с атомарным разрешением

Вода — одна из наименее изученных жидкостей

N+1
Лимонный остров: итальянский Капри в 10 фотокарточках Лимонный остров: итальянский Капри в 10 фотокарточках

Как выглядит остров Капри

Вокруг света
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
Подпольная империя Подпольная империя

Как Ротшильды создали финансовую империю, границ которой никто не знает

Вокруг света
Колет, пульсирует, тянет: 12 причин, из-за которых может болеть низ живота Колет, пульсирует, тянет: 12 причин, из-за которых может болеть низ живота

Признаком каких заболеваний может быть боль внизу живота?

Cosmopolitan
15 неочевидных возможностей «Яндекс. Карты», которые полезно знать 15 неочевидных возможностей «Яндекс. Карты», которые полезно знать

«Яндекс. Карты» — устроить виртуальную инструкцию и записаться на шиномонтаж

Maxim
Как российские промышленники учатся использовать возобновляемые источники энергии Как российские промышленники учатся использовать возобновляемые источники энергии

Российские металлурги активно включились в мировую повестку

Forbes
Где стоит единственная в России церковь на драконах Где стоит единственная в России церковь на драконах

Может ли на драконах стоять православный храм?

Вокруг света
Как Райан Рейнольдс заставил нас сочувствовать коду в фильме «Главный герой» Как Райан Рейнольдс заставил нас сочувствовать коду в фильме «Главный герой»

История про побочного персонажа компьютерной игры, который вдруг обрел чувства

GQ
Похудела, расцвела: как изменилась Алина Кабаева за годы отсутствия в соцсетях Похудела, расцвела: как изменилась Алина Кабаева за годы отсутствия в соцсетях

Алина Кабаева, пожалуй, самая загадочная женщина нашей страны

Cosmopolitan
Открыть в приложении