¿El ADN tiene algo como sentencias IF, bucles WHILE o llamadas a funciones?
- Pregunta sobre si en el ADN existen estructuras como sentencias IF, saltos GOTO o bucles WHILE.
- En el desarrollo de software, estas estructuras permiten ejecutar bloques de código cuando se cumplen ciertas condiciones.
Ejemplos biológicos similares a construcciones de programación
- IF: un gen se transcribe cuando hay presentes factores activadores de la transcripción. El evento no termina hasta que el programa se interrumpe por la muerte de la célula.
- WHILE: un gen se transcribe mientras no estén presentes factores represores de la transcripción.
- No existe un análogo directo para una llamada a función. Todos los eventos ocurren en el mismo espacio y existe la posibilidad de interferencia mutua.
- GOTO: depende de la condición y puede ocurrir en ciertas conexiones de red. Por ejemplo, si una vía de señalización es A → B → C y existe otra conexión D → C, cuando D se activa puede afectar directamente a C sin pasar por A y B.
- Existen casos de construcción de compuertas lógicas usando circuitos de biología sintética.
Comparación entre ADN y código de computadora
- El ADN no puede compararse directamente con el código de computadora. Lo importante no es la estructura sintáctica, sino la lógica subyacente.
- El ADN es solo un conjunto de instrucciones y no una entidad completamente funcional por sí misma.
- Las células tienen una naturaleza analógica, por lo que en la mayoría de las situaciones el valor de una variable no es 0/1 (binario).
El ADN no es similar al código de computadora
- El código de computadora tiene un orden de ejecución, pero el ADN funciona en paralelo y no de manera secuencial.
- El código de computadora tiene significados estrictos y consistentes, mientras que el ADN se traduce en aminoácidos y las complejas interacciones químicas entre ellos determinan la función de las proteínas.
- Las rutas más parecidas a una computadora deben buscarse a nivel de proteínas, no a nivel de ADN.
Biología sintética
- Hay algunos puntos comparables entre la forma en que los genes se expresan desde el ADN y las funciones lógicas, pero no son equivalencias perfectas.
- La biología sintética está evolucionando como un campo nuevo que intenta integrar funciones lógicas en la biología.
Interferencia transcripcional
- La interferencia transcripcional puede verse como una forma de sentencia IF (o WHILE).
- El ADN solo tiene sentido en términos de ejecución secuencial del código, mientras que muchas transcripciones ocurren simultáneamente en paralelo.
Discusión adicional sobre llamadas a funciones
- Los receptores nucleares son un buen ejemplo de llamada a función: al activarse, activan la represión/activación génica de subrutinas dentro de la célula y procesos aguas abajo.
Estructuras de bajo nivel similares a la programación
- FUNCTION CALL: reemplazar una sola subunidad dentro de una proteína compleja es similar a una llamada a función.
- IF: mediante splicing alternativo, partes del ADN (exones) pueden incluirse o no en el transcrito que codifica la proteína final.
Opinión de GN⁺
- Este artículo ofrece una discusión interesante sobre si el ADN tiene estructuras similares a las de un lenguaje de programación de computadora.
- Aunque una comparación directa entre ADN y código de computadora es imprecisa, puede ayudar a entender los principios de funcionamiento lógico en sistemas biológicos.
- El avance de la biología sintética está abriendo nuevas posibilidades para integrar funciones lógicas en sistemas biológicos, lo que podría tener un impacto importante en futuras investigaciones y aplicaciones biotecnológicas.
1 comentarios
Opinión de Hacker News
El ADN no tiene estructuras de programación, pero puede verse como algo que opera de forma similar a una red neuronal. Las redes de regulación genética se parecen a redes neuronales en las que nodos interconectados (genes y proteínas) procesan información e influyen en la actividad de los demás.
Lo curioso del mtDNA es que dos genes distintos se superponen usando diferentes marcos de lectura. El final de un gen coincide con el inicio de otro, y eso está dispuesto para aprovecharse dentro del genoma mitocondrial circular.
Como instructor que enseña creatividad e innovación, comparto con mis estudiantes ejemplos de inventos obtenidos al observar la naturaleza (por ejemplo, el velcro surgió al observar los cardos que se pegaban al pelaje del perro del inventor).
Esta publicación parece floja, pero produjo algunos comentarios bastante interesantes. Ojalá más gente cambie su percepción sobre la ingeniería de software.
Para quien esté interesado en biología computacional, una clase de George Church es excelente.
El gen KMT2D es uno de los genes conocidos por regular la expresión de otros genes. Los defectos en este gen suelen causar síndrome de Kabuki.
Tim Blais, en YouTube, hizo una canción educativa y entretenida sobre máquinas moleculares basada en la investigación de A. Leigh. Con una animación que muestra cómo un "interruptor" electroquímico codifica estados binarios, se demuestra que en principio se pueden construir compuertas lógicas.
Piensa en el ADN como programación a lo largo de millones de años. Es una serie conectada de código que no funciona del todo bien, sin comentarios ni documentación, y las razones de por qué el código terminó así se olvidaron por completo con el tiempo. Cambiarlo es malo, ciertas porciones de código conducen a ciertos comportamientos, y cuanto más miras el código, más parece código espagueti.
Este conjunto de diapositivas ofrece un buen panorama general de parte del trabajo realizado en computación con ADN. En particular, es muy interesante usar los mecanismos del ADN para resolver el TSP (Traveling Salesman Problem).
Los activadores de transcripción (IF) están presentes cuando un gen se transcribe, y los represores de transcripción (WHILE) hacen que el gen se transcriba hasta que el represor ya no esté presente.