¿Qué es el almacenamiento de datos de ADN? ¿Es el futuro del almacenamiento?

A lo largo de las décadas, la tecnología de almacenamiento ha evolucionado y mejorado. Ha pasado de los CD y los disquetes a los discos duros y de estado sólido. Pero aun así, tenemos un problema: la cantidad de almacenamiento disponible y que se está produciendo no puede hacer frente a los datos que seguimos produciendo.

Entonces, ¿el almacenamiento de ADN resolvería el problema? ¿Se pueden almacenar datos en el ADN?

¿Qué es el almacenamiento de datos de ADN?

El almacenamiento de datos de ADN es el proceso de utilizar moléculas de ADN como medio de almacenamiento. A diferencia de las formas ópticas y magnéticas de las tecnologías de almacenamiento presentes en la actualidad, los datos de ADN no se almacenarán en dígitos binarios (es decir, 1 y 0). En cambio, se codificarían en bases de nucleótidos de ADN (A, C, G, T) y se almacenarían. Estos hilos luego se convierten en dígitos binarios cuando es necesario.

En este momento, existen más de 11 billones de gigabytes de datos, y cada día se agregan al menos 2,5 millones de gigabytes más. Los medios de almacenamiento de datos disponibles en el mundo no pueden seguir el ritmo de este aumento masivo. El almacenamiento de ADN es una solución a este problema de almacenamiento.

¿Cómo funciona el almacenamiento de datos de ADN?

ADN significa ácido desoxirribonucleico. Es una molécula orgánica compleja que lleva la información genética de un ser vivo. Se encuentra en todos los humanos y almacena información como el color de la piel, el color de los ojos, la altura y otras características físicas y biológicas.

Una espiral de ADN tiene pares múltiples y alternos de cuatro bases únicas. Son adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Estas bases están unidas a la espiral de ADN en pares, llamados pares de bases. Los dos pares de bases son adenina-timina y guanina-citosina.

Los datos se almacenan en dígitos binarios (1 y 0) en la informática tradicional. En el almacenamiento de datos de ADN, las cuatro bases de nucleótidos (A, C, G, T) almacenan y codifican datos. La información se almacena en permutaciones de tres bases de nucleótidos, llamadas codones.

El almacenamiento de ADN comprende tres procesos: codificar los datos, sintetizarlos y almacenarlos, y decodificarlos. Los códigos binarios que contienen información se traducen en códigos o codones de ADN mediante un algoritmo. Luego se depositan en un contenedor en un ambiente fresco y regulado. La información que transporta el ADN puede congelarse en una solución, almacenarse como gotitas o almacenarse en chips de silicio.

Los científicos están trabajando para hacer que la lectura del almacenamiento de ADN sea más rápida y menos costosa. A partir de ahora, los datos almacenados en el ADN deben llevarse al laboratorio para decodificarse en información binaria sin errores, y lleva mucho tiempo.

Como tal, puede pasar algún tiempo antes de que los dispositivos de almacenamiento de datos de ADN se conviertan en dispositivos baratos disponibles para el público.

Se están realizando más investigaciones sobre la tecnología de almacenamiento de ADN, y aún no derrocará fácilmente los métodos de almacenamiento existentes. Pero en unos pocos años, a medida que se realicen más investigaciones y avances tecnológicos, los datos se almacenarán en el ADN, resolviendo los problemas de espacio, seguridad y degradación.

¿Cuál es la capacidad de almacenamiento del almacenamiento de datos de ADN?

El almacenamiento de datos de ADN es la solución preferida para el problema de escasez de almacenamiento porque puede almacenar grandes cantidades de datos en muy poco espacio. Un gramo de ADN puede almacenar 215 petabytes de datos. Un petabyte son 1.024 terabytes. Entonces, un gramo de ADN puede almacenar aproximadamente 220,160 terabytes.

Compare eso con la tecnología actual: una unidad de disco duro de un terabyte pesa aproximadamente 400 gramos. Entonces, para almacenar la cantidad equivalente de datos que guarda un gramo de ADN, necesita más de 88 millones de gramos de discos duros.

Con esta información, los investigadores dicen que todos los datos del mundo en este momento pueden caber en una caja de zapatos utilizando el almacenamiento de datos de ADN.

¿Cuáles son las ventajas del almacenamiento de datos de ADN?

El uso del almacenamiento de ADN como medio de almacenamiento tiene muchos beneficios sobre el almacenamiento digital. Proporciona alta capacidad de almacenamiento de datos, una vida útil considerablemente más larga que otras formas de almacenamiento, compacidad, baja susceptibilidad a fallas técnicas y eléctricas y replicabilidad.

Densidad de almacenamiento

La principal ventaja del almacenamiento de ADN sobre otros medios de almacenamiento es la densidad de almacenamiento. aunque tu almacene sus datos de forma remota en la nube o NAS, todavía se almacenan en grandes servidores y centros de datos. Estos centros de datos son tan grandes como estadios de fútbol y su construcción y mantenimiento cuestan miles de millones de dólares. No es lo mismo con el almacenamiento de datos de ADN.

El almacenamiento de datos de ADN le permite almacenar cantidades masivas de datos en un espacio muy compacto. Por lo tanto, reduciendo los problemas de espacio, gastos de mantenimiento y escasez de equipos de almacenamiento.

Durabilidad

El equipo de almacenamiento digital disponible en la actualidad está lejos de ser duradero. Todos son propensos a la descomposición y la degradación. El decaimiento digital es la descomposición gradual de los datos almacenados en una computadora, que afecta a millones de personas cada año.

El ADN tiene una vida media de 500 años. Cuando se almacenan en un entorno óptimo y regulado, los datos almacenados en el ADN pueden estar disponibles durante cientos de años.

Replicabilidad

Debido a la degradación de los datos, los datos en los centros de datos deben copiarse y transferirse a otro hardware después de períodos de tiempo para preservar la información almacenada. Este proceso es frecuentemente engorroso.

Los datos almacenados en el ADN se pueden replicar fácilmente. Un método que los científicos han probado es insertar el ADN con la información almacenada en una bacteria. Esta bacteria luego se reproduce—por sí mismo—otra generación de bacterias que poseen la misma información almacenada en el primer ADN sin errores ni pérdidas.

¿Es el almacenamiento de datos de ADN el futuro del almacenamiento?

Francamente, sí. El almacenamiento de datos de ADN ciertamente cumple todos los requisitos de solución para los problemas de almacenamiento actuales. Ya está en uso hoy en día por las empresas que desean conservar archivos extensos de información a los que no es necesario acceder con regularidad.

Desafortunadamente, pasará bastante tiempo antes de que el almacenamiento de ADN sea una opción de almacenamiento común y asequible disponible para el público. Mientras tanto, tenemos que elegir cuidadosamente el mejor formato de almacenamiento para el almacenamiento de datos a largo plazo.

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