31/07/2026
Dziś odniesiemy się do następującego komentarza: „Przykładowo pojemność informacyjna DNA jest wielokrotnie mniejsza od Wikipedii czy systemów AI, współczesne pamięci komputerowe mają gęstość upakowania informacji tego samego rzędu co DNA.”
Fakty mówią jednak co innego. Uważa się, że nośniki danych oparte na DNA stanowią następną generację technologii przechowywania, a być może także przetwarzania danych.
„DNA jest jednym z najbardziej wydajnych i stabilnych ze znanych nośników informacji” – stwierdzili autorzy artykułu opublikowanego w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Science”. [1] Uczeni oszacowali, że jeden gram DNA jest w stanie kodować 455 eksabajtów danych. Szacuje się, że w 2025 roku globalny transfer danych w Internecie wyniósł około 79 zettabajtów. [2] Wynika z tego, że wszystkie te dane mogłyby zostać zapisane w DNA o masie około 174 gramów.
Piszący w realiach roku 2014 autorzy artykułu opublikowanego w „International Journal of Electrical Energy” stwierdzili: „Wydaje się, że jest to czyste science fiction, że »urządzenie wielkości ziarnka grochu może przechowywać całość informacji dostępnej w Internecie«”. [3]
Co więcej, ponieważ informacja w DNA zapisywana jest przy użyciu czterech zasad nukleotydowych (A, T, C i G), umożliwia to bardziej złożone sposoby kodowania informacji niż w przypadku współczesnych nośników cyfrowych opartych na zapisie binarnym. DNA jako nośnik danych jest także bardzo stabilne – może przechowywać informacje w przedziale temperatur od –80 do 80 stopni C.
Zdaniem autorów artykułu z „International Journal of Electrical Energy”: „Jest jednak nieuniknione, że DNA będzie w naszej technologii wykorzystywane do celów przechowywania danych ze względu na jego gęstość zapisu informacji, wytrzymałość, stabilność i efektywność energetyczną”. [4]
Co więcej, DNA to nie tylko technologia przechowywania danych, lecz także platforma obliczeniowa. Już dziś możliwe jest wykonywanie operacji dodawania i mnożenia macierzy, a dzięki wdrażaniu układów logicznych DNA oraz programowalnych układów logicznych dziedzina ta stale zbliża się do zastosowań w obliczeniach ogólnego przeznaczenia.
Kolejnym interesującym osiągnięciem, odnotowanym jeszcze w latach 90. XX wieku, było opracowanie programów opartych na DNA, zdolnych do złamania amerykańskiego standardu szyfrowania danych (DES) w ciągu około czterech miesięcy pracy laboratoryjnej, w porównaniu z szacowanymi dziesięcioma tysiącami lat pracy komputera w tamtym czasie. Stanowiło to jeden z fundamentów rozwijającej się dziedziny kryptografii DNA, obejmującej między innymi steganografię.
Co ciekawe, wykazano również, że DNA działa jako efektywny generator liczb losowych, co ma kluczowe znaczenie dla zastosowań kryptograficznych. Chemiczna synteza DNA tworzy losowe sekwencje nukleotydów, które następnie można odczytać za pomocą sekwencjonowania. W tym systemie losowe sekwencje generowane są w formie liniowej, łatwej do odczytania w formacie binarnym z gęstością dwóch bitów na pozycję.
Dzieje się tak dlatego, że DNA składa się z czterech zasad nukleotydowych: adeniny (A), tyminy (T), cytozyny (C) i guaniny (G). Zasady te łączą się komplementarnie: adenina z tyminą, a cytozyna z guaniną. Aby za pomocą kodu binarnego wyrazić informację zapisaną w DNA, każdej zasadzie lub odpowiednio każdej kombinacji zasad można przypisać określoną reprezentację binarną. Ponieważ istnieją cztery możliwe stany, do ich zakodowania wystarczają dwa bity (00, 01, 10 i 11), co daje gęstość zapisu wynoszącą dwa bity informacji na pozycję. [5]
Wbrew twierdzeniu autora omawianego komentarza uważa się, że systemy obliczeniowe i systemy przechowywania danych oparte na DNA należą do najbardziej obiecujących technologii przyszłości. Jak zauważył Daniel Berleant wraz ze współpracownikami: „Żadne zwykłe narzędzie skonstruowane przez ludzi nie posiada złożoności reprezentacji znajdowanej w genomie”. [6]
Przypisy:
1. G.M. Churchyuan, G.S. Kosuri, „Next-Generation Digital Information Storage in DNA”, Science 2012, Vol. 337, s. 1628; DOI: https://doi.org/10.1126/science.1226355.
2. DE-CIX: Global data traffic volume hits record-breaking 79 exabytes at Internet Exchanges in 2025, https://tinyurl.com/2s3ehyfz
3. S. Shrivastava, R. Badlani, „Data Storage in DNA”, International Journal of Electrical Energy 2014, Vol. 2, s. 119-124.
4. A.L. Roy, R.S. Conroy, „Toward Mapping the Human Body at a Cellular Resolution”, Molecular biology of the cell, 2018, Vol. 29, s. 1779-1785; DOI: 10.1091/mbc.E18-04-0260.
5. Luescher, A.M., Heckel, R. & Grass, R.N. Exploring the intersection of natural sciences and information technology via entropy and randomness, Nature Communications 2015, Vol. 16, No 6969; https://doi.org/10.1038/s41467-025-62353-1.
6. D. Berleant et al., The Genetic Code – More Than Just a Table, „Cell Biochemistry and Biophysics” 2009, Vol. 55, s. 114 [107–116].
Zapraszamy na naszą stronę „W Poszukiwaniu Projektu”:
👉https://wp-projektu.pl/
I na naszą grupę dyskusyjną:
👉https://www.facebook.com/groups/wposzukiwaniuprojektupubliczna
