La célula como un computador

Para entender la conexión entre las ramas de la ciencia de la computación y la biología, es preciso aclarar rasgos específicos de cada una, para esto, se las analizará por separado, y de esta forma convergir en una conclusión. La ciencia tiene un lenguaje general, y es el de la información comprobada, la misma que se encuentra en constate perfección o cambio. Su eficiencia se centra en sumar diferentes conocimientos de ramas distintas de la ciencia para crear resultados revolucionarios.  Al igual que las razones de cambio y el cálculo integral de Newton y Leibnitz, en el campo de las matemáticas estos conocimientos son aplicables en todas las ramas de la ciencia y sus sub ramas como las ingenierías, por lo que, de manera analógica se puede decir que, mucha de la información recopilada a través de la historia de las ciencias podría aplicarse en diversas áreas, como es en este caso, información entre matemáticas, biología y ciencias de la computación.

La célula

La célula es la estructura básica de la vida, y como puede observarse en todos los organismos esta es una unidad fundamental, no obstante, la misma está compuesta por materia, (Campbell & Reece, 2007, pág. 92) y la materia está regida por leyes generales de la física, que gracias a descubrimientos de la ciencia, se ha logrado descifrar a pasos gigantescos en perspectiva coloquial,  sus funcionamientos y formas se pueden alterar, cambiando de manera directa su comportamiento en diversos casos. Si bien, los organismos están formando por varios millones de moléculas y partículas, estos están compuestos por una variedad limitada de átomos, sus moléculas tienen una amplia variedad de diversidad, todo esto debido a que el elemento central de su composición es el carbono (C), y esta forma estructuras de diferentes formas como cadenas. (Peña, 2002, pág. 19), por lo que, el potencial de manipular esta materia es increíblemente alta.

Computadores

El principal papel de los computadores es mejorar y apresurar procesos, dicho de forma concreta, los computadores u ordenadores, han servido a la humanidad a resolver problemas complejos y a ejercer trabajos de manera mucho más eficiente; el lenguaje que estas ocupan ayuda de manera singular a que la información sea enviada, recibida, retroalimentada y procesada en tiempo considerablemente más rápidos que el tiempo en el que un humano realizaría el mismo trabajo, de esta forma haciendo más eficiente los procesos, incluso creando discrepancias de un futuro ya no tan utópico entre maquinas vs humanos.

Después del Abaco por los chinos y griegos, de las máquinas de cálculo de Leibnitz y Turing, los computadores como el Colossus y las IBM (International Bussisnes Machines), (Benitez & Intante, 2009), se llegó a los ordenadores o computadores actuales, como Tianhe-2, que tiene un sistema que opera a 33,86 petaflops por segundo, lo que equivale a 33.860 billones de cálculos por segundo, o los computadores cuánticos, como D-Wave 2000Q, computador que ya no trabaja en lenguaje binario, (ceros o unos, encendido o apagado), sino que estos trabaja con cúbits, (del inglés quantum bit, o sea bit cuántico) es un sistema cuántico con dos estados propios y que puede ser manipulado arbitrariamente, es decir, estos computadores cuánticos pueden presentar ambos valores a la vez, mientras la suma de más bits a una máquina aumenta linealmente su capacidad de gestionar la información, la suma de más qubits la eleva de forma exponencial, (Criado, 2017).

Una de las aplicaciones más impactantes a nivel social sería, la reprogramación de las células para que estas desaceleraran o cancelaran el proceso de envejecimiento, no obstante, esto está mal visto desde un punto de vista genético de programación, el envejecimiento no es más que la sombra de los programas que son todos los procesos de la vida, "La llama más brillante proyecta la sombra más oscura." George Martin; la precepción biológica del envejecimiento es cíclica, ayudando a la evolución, y dando ventaja de los jóvenes sobre los más ancianos, (Blagosklonny, 2013). No obstante, ya se han realizado múltiples avances en el campo de la genética y programación que convergen en trabajos muy importantes, como es el caso de un lenguaje de programación para células vivas realizado por ingenieros biológicos del MIT (Massachussetts Institute of Technology), quienes han realizado un lenguaje de programación para diseñar circuitos codificados por ADN, dando de esta forma nuevas funciones a las células. Por lo que existe la capacidad de compilar una secuencia de ADN que pone en la celda, el circuito corre dentro de la célula. A través de tres entradas se pueden diseñar células bacterianas que pueden a su vez, producir fármacos contra el cáncer cuando detectan un tumor, (Trafton, 2016). Incluso se ha planteado crear una interfaz de diseño para el usuario, que esté disponible en la Web.

“El lenguaje se basa en Verilog, que se utiliza comúnmente para programar chips de computadora. Para crear una versión del lenguaje que funcionaría para las células, los investigadores diseñaron elementos computacionales como puertas lógicas y sensores que pueden codificarse en el ADN de una célula bacteriana. Los sensores pueden detectar diferentes compuestos, como oxígeno o glucosa, así como luz, temperatura, acidez y otras condiciones ambientales.” (Trafton, 2016).

Existen múltiples ejemplos del trabajo conjunto entre las ciencias de la computación, programación, biología y genética. Ahora se pueden detectar y tratar enfermedades metabólicas gracias a que se conocen a más profundidad las conexiones e interacciones de las bacterias intestinales con el cuerpo humano, según Timothy Lu, un profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática y de ingeniería biológica, y jefe del Grupo de Biología Sintética del MIT, (Matheson, 2016), se han realizado sistemas basado en RNA puede realizar cálculos lógicos simples dentro de una célula viva, de esta forma, también se ha marcado un paso hacia la programación del comportamiento celular. (Galloway, Franco, & Smolke, 2013).

La ciencia avanza a pasos pequeños o grandes según diferentes perspectivas, pero con la constante notable de que es imparable, todo esto, en medida de la existencia de vida inteligente. Aunque puede ser acontecimientos obvios, cabe destacar la importancia de divulgar información precisa sobre los avances y el rumbo que tiene la ciencia. En el tema de los organismos vivos y la programación, existe un notable camino hacia un intento de mejorar las capacidades, y eliminar o combatir las debilidades humanas y aprovechar las utilidades de otros organismos, todo esto visto desde un punto de vista antropocentrista, por cierto, equivocada.  Si bien, la evolución es el mejor proceso para perfeccionar y mejorar a los organismos, cabe preguntarse, si, ¿existe un punto crítico en el desarrollo de una especie, en donde esta realice mejoras para su propia evolución, y en este caso, el de programar sus propias células para convertirse en organismos más inteligentes o autónomos?, ¿es un camino hacia los cyborgs o los androides? Muchas veces la intervención humana con “intenciones de mejoras” han causado problemas graves y extinciones masivas. Si bien existen dos caminos, seguir con los avances y los experimentos, o cruzarse de brazos a dejar que todo suceda, no obstante, la mente científica siempre opta por lo primero; es ahí donde entra la importancia de la conciencia universal y ambiental. Planteado esto, solo se puede actuar, y dejar que la historia hable sobre las hazañas o los errores de la humanidad. Deseando siempre que sus actos tengan consecuencias gratificantes.

Referencias

Benitez, M., & Intante, T. (2009). Historia de la computación y estrucura de un computador. Córdoba: El Cid Editor.

Blagosklonny, M. (2013). Aging is not programmed- Genetic pseudo-program is a shadow of developmental growth. Taylor Francis online , 1-3.

Brown, E. (2015, July 11). LATimes. Retrieved from http://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-designer-microbiome-20150709-story.html

Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biología (7ma Edición). Buenos Aires: ES: Médica Panamericana .

Criado, M. (2017, 04 6). IBM prepara el primer ordenador cuántico universal. Retrieved from El País: 1488762376_465834

Galloway, K., Franco, E., & Smolke, C. (2013, 09 20). Redes de señalización dinámicas para programar el destino celular a través de controladores genéticos. Retrieved from http://science.sciencemag.org: http://science.sciencemag.org/content/341/6152/1235005

Matheson, R. (2016, April 5). MIT News. Retrieved from http://news.mit.edu/2016/startup-synlogic-reprogramming-gut-bacteria-living-therapeutics-0405

Peña, A. (2002). ¿Cómo funciona una célula? México, D.F.: FCE - Fondo de Cultura Económica.

Trafton, A. (2016, March 31). MIT news. Retrieved from http://news.mit.edu/2016/programming-language-living-cells-bacteria-0331