Computadores de DNA

Metas da Ciência - Por Vai Ali

26/05/2017

“O DNA armazena dados naturalmente, o que faz dele matéria-prima ideal para construir computadores”.

Nas décadas de 60/70 do século passado, a percepção de que a disputa entre produtores de circuitos eletrônicos digitais, mais tarde, equipamentos e computadores, e depois softwares e serviços, moviam entre si acirrada disputa. Talvez por isto, a cada evolução, o tamanho dos transistores diminuíam e as velocidades aumentavam. Aliás, um dos sócios e presidente da Intel, Gordon Moore foi quem cunho uma expressão que se tornou uma Lei. A Lei de Moore:

“A capacidade dos computadores duplica a cada 18 meses”.

Nossas mentes pensam as coisas linearmente, o computador cresce na sua capacidade de processamento e memória, de forma exponencial. O número de transistores por chip aumenta.  Os Chips, na realidade, são os processadores dos computadores. E, a cada ano, com o dobro dos transistores, os chips se tornarão duas vezes mais rápidos.  Então, por consequência, os computadores irão dobrar sua velocidade de processamento a cada ano.

“Hoje, o seu telefone celular tem mais capacidade de computação do que a NASA em 1969, quando ela colocou o mundo na Lua”.  Michio Kaku

Um transistor é um portal, ou um interruptor, que controla o fluxo de eletricidade.

Os transistores hoje estão na escala de 25 nanômetros. Mas, será que se conseguirá este crescimento, ou miniaturização crescente e igualmente a velocidade?

Sobre uma placa de silício, sensível à luz, focaliza-se a luz Ultra-violeta. Por um processo que envolve ácidos, esta chapinha de silícios sofrendo esculturas, onde se percebe a escultura dos circuitos e criando o desenho de milhões de transistores. Cria-se assim circuitos minúsculos de altíssima complexidade.  A luz UV pode ser sintonizada de forma que o seu comprimento de onda seja cada vez menor. Assim, podemos gravar transistores cada vez menores, mas temos um limite. Até chegarmos a um número finito de átomos. No momento em que chegarmos ao limite, ou seja, que seja impossível imprimir transistores do tamanho destes átomos, cessa a Lei de Moore. Isto quer dizer que não seremos capazes de fazer transistores cada vez menores e com isto teremos um limite de velocidade.

Mas ai estaremos diante da nanotecnologia.

Os cientistas descobrem que é possível, usando a mesma tecnologia de gravação de transistores, fragmentos de DNA são inseridos no chip. Estes estudos estão sendo realizados para monitorar doenças no corpo fazendo a leitura de vários gens ao mesmo tempo, numa velocidade inimaginável.

Senão vejamos:

“Pesquisadores da Universidade Purdue, nos EUA, anunciaram uma tecnologia que poderá aumentar a capacidade de armazenamento de dispositivos eletrônicos. A equipe inseriu fitas de DNA em um chip de silício e, ao estimulá-las com um polímero ionizado, pôde esticá-las até ler a sequência de genes que continham.

A técnica permite direcionar as fitas a locais determinados do processador, o que pode ser a chave para a arquitetura de chips mais potentes. A ideia é que as moléculas aloquem informações em escala nanométrica (com milionésimos de milímetros) em qualquer região do chip. Além disso, o código seria quaternário, utilizando as quatro bases nitrogenadas do material genético, e não binário, como no modelo de computação atual. A troca aumentaria também a velocidade de processamento”. Revista Galileu, Fev/2007, edição 187.

As moléculas do DNA têm processamento através de reações químicas. E é necessária apenas uma molécula e DNA, para algumas poucas moléculas de reagente, onde se dará a informação, a custo muitíssimo baixo, portanto.

Uma gota de água poderia ser o local, ou ambiente para trilhões de informações simultâneas processadas. Ou seja, a capacidade de processamento via definitivamente exponencial. Haja velocidade. Aí retomamos a Lei de Moore. Qual deverá ser o limite? Desconheço. Confesso.

Os computadores de DNA são desconfortáveis porque envolvem líquidos que contêm DNA.

Essa tecnologia ainda está um pouco longe de se tornar viável. Prosseguem as pesquisas em fase inicial e não há previsões de lançamento comercial dos computadores de DNA, que saiba por agora. É uma promessa.

Estudos prosseguem para fazer chegar o computador aquém da molécula, ou seja, do átomo. Em próximo artigo podermos explorar.

Fontes: 

http://producao.virtual.ufpb.br/books/edusantana/old-arq/livro/livro.chunked/ch01s07.html

http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/computadores_de_dna_ganham_vida.html

https://techroad.com.br/noticias/2017/03/cientistas-provam-que-e-possivel-construir-um-computador-de-dna.html

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