O código genético carrega as informações que programam o funcionamento de cada organismo vivo, um tipo de máquina mais eficiente e complexa do que qualquer computador construído pelo homem. Com a aproximação iminente do limite evolutivo dos dispositivos feitos de metal, os pesquisadores agora se voltam para essa inteligente engenharia da natureza e buscam usar a matéria-prima da vida para fabricar mecanismos artificiais com grande potencial de processamento e miniaturização. Pesquisas recentes revelam o potencial da nanotecnologia de DNA e mostram como sequências genéticas podem, um dia, ser usadas para o desenvolvimento de supercomputadores e até mesmo de nanorrobôs.
Uma única molécula de DNA tem o poder de guardar mais informação do que qualquer pendrive e é mais compacta do que o mais delicado tipo de transistor já fabricado. Por isso, pesquisadores acreditam que o código genético possa um dia substituir o silício na construção de eletrônicos moleculares. Experimentos mostram que o material genético consegue transmitir pequenas cargas por alguns nanômetros, o que, na teoria, possibilitaria a criação de um nanocircuito programável feito unicamente a partir de moléculas de DNA.
;Esses circuitos têm o potencial de ter um comportamento elétrico e a densidade por dispositivo, isto é, a miniaturização seria muito maior. Quando isso for realizado, sistemas de computação também poderão ser construídos. Eu dediquei a maior parte da minha carreira, até então, para alcançar esse objetivo;, defende Danny Porath, professor de biomedicina molecular na Universidade Hebraica de Jerusalém. Ele demonstrou, no ano passado, as propriedades condutoras de um tipo de sequência artificial similar à que existe nas células humanas e protege o código genético de mutações.
Porath e sua equipe adaptaram o código para criar uma molécula em que todas as fitas são voltadas para a mesma direção, o que facilitaria a aplicação desse material em um dispositivo eletrônico. O transporte de eletricidade do DNA, ressalta o pesquisador, é diferente daquele observado em um semicondutor como o silício. ;Um semicondutor normalmente tem duas ou três dimensões, e o seu comportamento é basicamente determinado pelo gap de energia do material. A nossa molécula é um polímero unidimensional;, compara Porath. ;O portador da carga, provavelmente elétrons, salta de um lugar para o outro ao longo da molécula, e o comportamento do transporte da carga é basicamente determinado pela forma com que os elétrons se movem ao longo da molécula. Trata-se, de fato, de um caso especial e interessante;, descreve.
Origami
O DNA é o único tipo de molécula que pode ser programada para assumir formas complexas. Por isso, o conceito de um equipamento construído a partir dele fez muito sucesso há cerca de duas décadas. As dificuldades esfriaram os ânimos dos pesquisadores por muitos anos, mas a recente evolução e o barateamento das técnicas de nanoengenharia genética forneceram o tipo de matéria-prima que deu o fôlego para que os cientistas finalmente testassem suas teorias de manipulação e construção a partir de variações artificiais do composto orgânico.
Uma das técnicas que mais têm despertado o interesse de cientistas e investidores é conhecida como origami de DNA, um método que permite a fabricação de máquinas moleculares. Já é possível, por exemplo, programar as sequências genéticas para se dobrarem de diversas formas e assumirem funções específicas. Pesquisas recentes da Universidade Técnica de Munique (TUM) demonstraram o uso da técnica na construção de estruturas complexas e tridimensionais que podem ser controladas a partir de processos químicos, como pequenos motores mais finos que um fio de cabelo.
Armazenamento
Outra linha de pesquisa avança no uso do DNA para o armazenamento de informações digitais. Cientistas trabalham há anos em um código que traduza para a língua dos computadores as cinco letras do alfabeto que representam os blocos que formam uma sequência genética: A, C, T, G e U. O método foi usado para a gravação de livros, imagens e até mesmo arquivos de áudio. As vantagens do material orgânico são claras: uma molécula de DNA artificial pode durar até milhares de anos, além de armazenar até 1 milhão de gigabytes.
Por enquanto, aplicar, medir e combinar as sequências ainda são tarefas complicadas para os engenheiros que pretendem produzir qualquer tipo de equipamento a partir do DNA. Entre os principais desafios que ainda nos separam das máquinas feitas de código genético estão a sintetização de moléculas com determinadas propriedades, longas suficientes ou próprias para a criação de dispositivos híbridos que misturem estruturas genéticas e eletrônicos convencionais.
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