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Tutta la complessità umana in un Gigabyte



Esiste un progetto chiamato Visible Human Project del National Institutes of Health in cui sono rese disponibili foto di porzioni del corpo umano. Le foto prendono uno spazio di 60GB ed occorre tener conto che queste sono fotografie di alto livello che riguardano organi e che non scendono ai dettagli delle cellule e ai sistemi subcellulari. Se prendiamo delle chiavette da 1GB, abbiamo bisogno di 60 di queste chiavi USB per immagazzinare queste informazioni.

Ma se questo è lo spazio occupato dalle sole immagini chissà quanto spazio richiederebbe l'immagazzinamento di tutte le istruzioni che servono per *costruire* un essere umano! Sicuramente molto, molto di più ... o forse no?

Il DNA è una specie di elenco di materiali che servono per produrre un organismo biologico. Non va visto come un 'progetto', perché in sostanza è un enorme database con delle caratteristiche molto peculiari ed avanzate rispetto alla nostra tecnologia, e quindi difficili anche da comprendere.


"Colui che fa grandi cose imperscrutabili, cose meravigliose senza numero" - Giobbe 5:9



Struttura a doppia elica del DNA



Il DNA è simile all'elenco degli ingredienti di una ricetta. Dice come costruire le proteine, che costituiscono la manodopera del nostro organismo, e che assolvono compiti sia strutturali che funzionali.

Se si paragona la formazione di un organismo vivente all'elaborazione di una ricetta si può affermare che il DNA contiene tutto l'elenco dei materiali, che di solito costituiscono le prime righe di una ricetta di cucina.

La procedura, invece, non è esplicitamente descritta nel DNA, ma è il risultato dell'interazione tra le varie componenti del DNA e quelle che esso stesso genera.

Infatti le proteine che vengono da esso prodotte interagiscono con altre strutture e, sulla base di queste interazioni, vengono attivati i geni necessari e quindi prodotta la giusta sequenza di proteine e geni.

Insomma, è come se gli ingredienti della ricetta interagissero tra loro in maniera automatica e tutte insieme andassero a costituire il prodotto finale, che non è più semplicemente la somma dei rispettivi ingredienti ma qualcosa di completamente diverso (una torta non si ottiene mischiando le uova, lo zucchero, la farina, ma bisogna farlo secondo precisi procedimenti, e il risultato finale non è una 'somma' di uova, zucchero e farina ma qualcosa di completamente diverso).

In sostanza, come è composto il DNA? Il DNA è costituito da una serie di 4 basi, chiamate adenina, guanina, timina e citosina e indicate con le 4 lettere A,G,T,C. Queste basi altro non sono che aminoacidi, ovvero particolari molecole.


"Basi del DNA" indicati con le sigle A,T,G,C che formano ogni filamento del DNA


Possiamo ridurre il tutto ad un principio informativo: per rappresentare in forma binaria queste basi si ha bisogno di due cifre. In questo modo A=00, G=01, T=10, C=11. La base quaternaria del DNA è stata così rappresentata in un sistema binario. Notiamo subito come il DNA contenga informazione, visto che può essere rappresentato da una sequenza di bit.

Quante basi sono presenti in un DNA umano? Ce ne sono circa 3 miliardi. Se ogni base è rappresentabile con 2 cifre binarie, questo significa che con 2*3miliardi=6 miliardi di cifre binarie o bit si riuscirebbe a trascrivere su un calcolatore tutto il DNA.

Quanta memoria occupano 6 miliardi di bit? Quanti 'giga', in altre parole? Ricordiamo quando si parla di 'giga' in realtà si fa riferimento al Gigabyte (GB), unità di misura espressa in byte e non in bit. Un byte è pari a 8 bit.

Pertanto, per avere l'occupazione in GB del DNA, basta vedere di quanti byte è composto. Si ottiene quindi la seguente quantità: 6miliardi/8=750.000.000 byte=750MB. Anche tenendo in debito conto lo 'spreco' di informazione necessaria a causa della formattazione, possiamo asserire che una chiavetta USB da 1GB sarebbe più che sufficiente!

Ma... ma come è possibile? Le semplici foto di un organismo vivente, che rappresentano solo l'impressione visiva ma non costituiscono la realtà, compresse per di più tramite formati particolari come il JPEG occupano 60 chiavi, e le istruzioni reali per la costruzione di un organismo vivente solo una chiave?


"Ti loderò perché sono fatto in maniera tremendamente meravigliosa. Meravigliose sono le tue opere, come la mia anima sa molto bene." - Salmo 139:14


Sappiate quindi che, se volete andare in giro con le vostro foto più intime (cuore, intestino, polmoni, ecc.) avete bisogno di 60 chiavi USB, mentre per andare in giro con voi stessi, ossia con quel DNA che uno scienziato del futuro potrebbe utilizzare per costruire un vostro clone, una sola chiave!

Davvero incredibile: non solo il DNA è una ricetta di cucina che si prepara da sola, non solo rappresenta 'tutte le parti' di un individuo così che nessuna è nascosta agli occhi di Qualcuno lassù, ma fa questo con un meccanismo di compressione che è di gran lunga superiore a qualsiasi comprensione umana!



- da un collaboratore -









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