Biología para Geeks

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Martes, 1 de Septiembre de 2009 Juan Rodriguez

Vía Slashdot me enteré de un artículo que compara los virus humanos con los virus de computadora.
Lo siguiente es una traducción de una sección del artículo.

Cuantos bits se requiere para matar a una persona?

El virus H1N1 ha sido desensamblado y guardado en la Base de Datos NBCI. Por ejemplo, una instancia de influenza conocía como A/Italy/49/2009(H1N1) obtenida de la nariz de una mujer de 26 años que regresaba de EUA a Italia tiene la secuencia completa publicada en la base de datos. Aquí están los primeros 120 bits:

atgaaggcaa tactagtagt tctgctatat acatttgcaa ccgcaaatgc agacacatta

Recuerda que cada letra representa 2 bits de información. Esta a su vez se representa como una cadena de aminoácidos, compuesta de los siguientes peptidos:

MKAILVVLLYTFATANADTL

En ese caso, cada letra representa un aminoácido que es el equivalente de 6 bits (3 codones equivalentes al AND por aminoácido). M es Metionina, K es Lisina, A es Alanina, etc. (Puedes consultar una tabla aquí. )

Para los que no están familiarizados con biología molecular, el ADN es equivalente al ARN de 1:1. El ADN es como un programa en un disco duro, mientras que el ARN es como un programa cargado en la RAM. Después de cargar el ADN, ocurre una transcripción donde las bases “T” se reemplazan con bases “U”. Recuerda que cada par de bases especifica una de 4 posibles símbolos (A [T/U] G C), de forma que un par base corresponde a 2 bits de información.

Las proteínas son la salida al correr un ‘programa’ ARN. Las proteínas se sintetizan de acuerdo a las instrucciones del ARN de forma 3:1. Piensa en las proteínas como pixeles en un buffer. Una proteína completa es una imagen en la pantalla; cada aminoácido en una proteína es un pixel; cada pixel tiene una profundidad de 6 bits (3 a 1 de un medio que guarda 2 bits por par); y cada pixel debe ir a una paleta de colores (La tabla de traducción de codones) para transformar los datos crudos en un color. A diferencia de una computadora, las distintas proteínas bilogicas varían en cantidades de aminoácidos (cantidades de pixeles?).

Para aterrizar este ejemplo específico, 6 bits guardados como “ATG” en tu disco duro (ADN) son cargados a la RAM (ARN) como “AUG” (recuerda que T se transforma en U). Cuando el programa en tu ARN se ejecuta, “AUG” se transforma en un pixel (aminoácido) de color “M”, o Metionina (Que es el codón que marca el “inicio”, la primera instrucción en cualquier programa valido del ARN). Como comentario, ya que ADN y ARN son equivalentes 1 a 1, los bioinformáticos representan las cadenas en formato ADN, aún cuando la información esta disponible en formato ARN (Tal es el caso de la influenza)

Con esto dicho, regresamos al punto del artículo. La subrutina particular del ARN mencionada anteriormente para el gen HA que produce la proteína Hemaglutina, en particular, la variedad H1. Esta es la H1 de “H1N1″.

Si piensas en los organismos como computadoras con direcciones IP, y cada grupo de celulas funcional en un organismo es un programa corriendo en un puerto activo. Entonces, el puerto 25 se utiliza para servicios SMTP en una computadora, y el puerto H1 se utiliza para la vía tráquea en un humano. Lo interesante, es que el puerto H1 se utiliza como el intestino de un pájaro. De manera que el virus H1N1 ataca el sistema respiratorio de un humano, y el estómago de un pájaro.

En contraste, el H5 — la variedad encontrada en H5N1 conocida como “gripe aviar” — especifica el puerto de tus pulmones. Como resultado, el H5N1 es mucho más mortífero por que ataca el tejido interior de tus pulmones, causando neumonía severa. H1N1 no es tan mortal debido a que el puerto al que ataca causa que te tengas que limpiarte la nariz y escupir gargajos en lugar de evitar que puedas respirar.

Los investigadores siguen investigando sobre el puerto H5, un artículo indica que quizás ciertas personas hayan mutado de manera que sus pulmones tienen el puerto H5 “cerrado”. De esa forma, esos pulmones no serían vulnerables a la grupa aviar.

Entonces, cuantos bits existen en el H1N1? El número de bits es 26,022; el número actual de información es 25,054 aproximadamente — Y digo aproximadamente por que el virus hace el equivalente de un programa que se modifica a sí mismo para crear 2 proteínas de un mismo gen en algunos lugares, de manera que es difícil decir qué cuenta como código y que cuenta como relleno requerido para modificar el mismo código.

Entonces toma unos 25 kilobits — 3.2 kbytes — de datos para que un virus tenga una oportunidad de matar a una persona. Esto es mas eficiente que un virus, como MyDoom, que pesa unos 22kbytes.

Es humillante decir que puedo morir por 3.2kbytes de datos genéticos. Aún que con 850 Mbytes de datos en mi genoma, debía haber un exploit o dos.

El artículo original continúa hablando sobre el H1N1. Si te interesa esa sección, puedes leer una traducción automatizada aquí.

Libera tus Bytes!

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