حافظۀ مولکولی

‫ذخیرۀ اطلاعات بر روی DNAنویسنده: زهرا شیخ ابولیآیا زمانی را به خاطر دارید که برای نگه­‌داری از عکس‌­های خانوادگی که با دوربین دیجیتال گرفته بودیم،‫ آن‌ها را بر روی CD و DVD ذخیره می‌کردیم؟امروز هم همین کار را می‌کنیم؟اصلاً آیا لپ­تاپ و یا کامپیوتر شما در خانه همچنان دیسک درایو دارد؟بیشینه ظرفیتی که CD و DVD داشتند امروزه برای اطلاعات شما کافی است؟***اگر می‌خواستیم این متن را ۱۰ سال پیش بنویسیم همین سوالات را در مورد فلاپی‌­دیسک می‌پرسیدیم؛ اما امروز اکثر افراد حتی اسم «فلاپی­‌دیسک» هم برایشان ناآشنا است. احتمالاً تا چند سال دیگر هم ابتدا CD و DVD و پس از آن فلش مموری و در ادامه هارد درایو به خاطره‌هایی از تکنولوژی‌های گذشته تبدیل می‌شوند.اگر بخواهیم تاریخ «ذخیرۀ اطلاعات» را بدانیم باید به سال ۱۹۵۶ برگردیم؛ زمانی که شرکت IBM اولین هارد دیسک درایو را تولید کرد. جالب است بدانید این هارد با ظرفیت ۵ مگابایت و وزن ۱ تن، ۱۰،۰۰۰ دلار قیمت داشت! از همین اعداد و مقایسه آن با اعدادی که امروز در مورد ذخیره اطلاعات می‌شنویم متوجه می‌شویم که راه بسیار زیادی در این مسیر آمده‌ایم. اما در اینجا مشکلی اساسی وجود دارد. هر چقدر راه و روش‌های جدیدتری برای ذخیره اطلاعات پیدا می‌کنیم قابلیت خواندن اطلاعات قبلی از دستگاه‌های قبل را از دست می‌دهیم. یعنی اگر ما فراموش کرده باشیم اطلاعات قبلی‌­مان را با روش‌‌های جدید ذخیره کنیم احتمالا در آینده دیگر نمی‌توانیم به آن‌ها دسترسی پیدا کنیم.اما راه‌­حل این مشکل همیشه وجود داشته است! دست کم برای چند میلیارد سال اخیر…‏«DNA قدیمی­‌ترین دستگاه ذخیره اطلاعات در طبیعت است»اگر اطلاعاتی که در DNA وجود دارد (A، C، T، G) را با فونت و فرمت استاندارد روی کاغذ بنویسیم، برجی کاغذی به طول ۱۳۰ متر خواهیم داشت. اگر این اطلاعات را به صورت صفر و یک (0,1) بنویسیم چند گیگابایت را اشغال می‌کند. نکتۀ قابل توجه این است که این اطلاعات در تمامی سلول‌های ما وجود دارد و ما تقریبا ۳۰ تریلیون سلول داریم!نکتۀ بسیار مهم در مورد DNA این است که شانس ریکاوری آن بسیار بالاست: شانس اینکه بتوانیم DNA را از جسد یک انسان باستانی بازیابی کنیم بیشتر از شانس ریکاوری اطلاعات یک موبایل قدیمی است؛ و آیندگان نیز احتمالا می‌توانند اطلاعات DNA را راحت‌­تر از سایر روش‌های ذخیره اطلاعات بخوانند.اما اطلاعات را چگونه باید روی DNA ذخیره کنیم؟ برای این کار باید برای هر باز آلی نوکلئوتید یک کد دو رقمی از 0 و 1 قرارداد کنیم و سپس زبان دیجیتال را به زبان DNA تبدیل کنیم:A: 00C: 10G: 01T: 11به طور مثال کد 01 00 11 11 00 10 00 به طور بازهای G A T T A C A نوشته می‌شود و می‌توانیم در آزمایشگاه‌های مخصوص این توالی را سنتز کرده و در یک لولۀ آزمایشگاه نگه‌داری کنیم. در نهایت وقتی به اطلاعات موجود در DNA سنتز­شده نیاز داریم آن را توالی­‌یابی می‌کنیم. البته در این مرحله مشکلی وجود دارد که وقتی DNA را توالی­‌یابی می‌کنیم و اطلاعات موجود بر روی آن استخراج می‌شود، خود DNA را از دست می‌دهیم؛ که البته خیلی جای نگرانی وجود ندارد زیرا ما می‌توانیم رونوشت‌های بسیار زیادی از DNA موجود را تهیه کنیم و این کار سرعت بیش‌تر و زحمت کم­‌تری نسبت به سنتزکردن دارد.همانطور که احتمالا حدس می‌زنید، نوشتن و خواندن داده‌های موجود بر روی DNA آن‌قدرها بی‌­دردسر نیست که همۀ ما بتوانیم از آن برای اطلاعات عادی روزانه‌مان استفاده کنیم؛ البته فعلا! ولی همانطور که گفتیم روش مناسبی است برای رساندن پیامی که به آیندگان داریم.اگر شما بخواهید در مورد دنیای امروز پیامی به انسان‌های چند قرن بعد در قالب DNA بفرستید چه چیزی را انتخاب می‌کنید؟ به آن‌ها چه می‌گویید؟ چه عکس، ویدئو و یا قطعۀ موسیقی را پیوست می‌کنید؟ با ما در رستا اینفو (@Rastaiha_info) به اشتراک بگذارید.