[Biologie/Science Fiction] DNA als Informationsspeicher

[Quentin]

Hallo ihr Lieben,

für mein aktuelles Science Fiction-Projekt habe ich mir ausgedacht, als Informationsspeicher DNA zu verwenden, da diese viel Information ganz kompakt enthält. So weit, so gut. Jetzt kommt die eigentliche Frage: Wie erkläre ich die Funktionsweise halbwegs plausibel?

LG,
Quentin

P.S. Ich hoffe, ich habe das richtige Unterforum genommen.

[Eluin]

Huhu Quentin,

ich weiß ja nicht, was dir genau vorschwebt: Aber warum machst du es nicht, wie es auch in der Biologie läuft? Ergo der Code der DNA kann dekodiert und in Proteine umgesetzt werden. Naja, bei der DNA hast du vier Basenpaare, wovon jeweils drei zusammen eine Aminosäure codieren. Bestimmte Kombinationen stehen für "Start" und "Stop". Ähnlich könntest du es doch auch aufziehen  Sprich: die Basen der DNA stehen je nach Reihenfolge für Zeichen oder Zeichenfolgen ...

Grüße

Eluin

[Phea]

Hallöchen,

In Blut ist ja im Normalfall viel gespeichert. Sehr viel. Das gehört ja auch zur DNA (wird aber in verdammt vielen Sci-Fi Projekten benutzt). Ich durfte ja mal das Blut unter dem Mikroskop betrachten. Und ich sage euch, es ist interessant  Und ich durfte es zentrifugieren - oder wie das noch mal heißt. Zwar nicht ohne Aufsicht, aber es ist trotzdem Toll 

Die DNA ist ja sowieso ein Informationsspeicher. Es wäre also gut zu wissen, welche Informationen du herauslesen speichern möchtest.

[FeeamPC]

Mal ganz dumm gefragt: warum ausgerechnet ein biologishes und damit relativ anfälliges Medium? DNA ist über große Zeiträume leider nicht haltbar, sonst hätten wir längst real einen Jurassic Park, und gegenüber Strahlung wie z.B. im Weltraum ist sie auch sehr empfindlich. Kristalle z.B. wären haltbarer.

[Mondfräulein]

DNA zu verwenden, um etwas zu kodieren ist ziemlich aufwendig. Das Auslesen der Informationen ist ziemlich aufwendig (wirklich verdammt aufwändig, vor allem wenn man viele Informationen codieren will, man hat glaube ich erst die DNA-Codes von 12 Menschen oder so komplett entschlüsselt) und noch dazu müsste man den Code so generieren, dass der Organismus immer noch lebensfähig wäre. Ich weiß nicht, ob es Sinn macht, sich so einen Aufwand zu machen. Da gibt es bestimmt viel leichtere Methoden. Zumal das ja auch überhaupt nicht sicher wäre, solange andere Parteien ebenfalls Mittel und Wege haben, DNA-Codes zu entschlüsseln, denn man braucht ja nur eine Gewebeprobe des entsprechenden Organismus, und wenn sie das nicht können, reicht doch vielleicht auch ein PC mit guter Verschlüsselungstechnik.

[Angela]

Ich stell mir das ziemlich cool vor, wenn  Menschen als Informationsspeicher funktionieren. Bei SF ist das auch glaubhaft, es ist doch so, dass bei uns nur einzelne Teile abgelesen werden, andere dagegen übersprungen. Was, wenn man gezielt diese Bereiche nutzt und die Anfangsmarker ändert, dann abliest und entcodet? Nutzen könnte man das für verschiedene Sachen, man könnte so Menschen markieren, als Sklaven, Verurteilte, Adelige, man könnte sie auch als Transportmöglichkeit für Informationen nutzen, wenn eben die Technologie nicht so bekannt ist.

[AutorinAZ]

Da fällt mir doch spontan die Informationsübertragung bei den Vampiren im Film "Underworld" ein.
Ob hier jetzt das Blut oder die DNA als Informationsträger her hält, weiß ich nicht so genau.
Gut, man muss den Anderen erst mal beißen - aber Verlust gibt es immer. 

Ich glaube, der Augenmerk sollte weniger auf dem "wie speichere ich" als auf dem "wie lese ich die Information aus" liegen.
Und wenn Du weißt, die wie die Information ausgelesen werden soll, kommst Du - denke ich - automatisch auf das Speichern. Und damit natürlich auch auf die mögliche Erklärung, wie das ganze funktionieren soll.

[pink_paulchen]

Oh, lustig dass ich genau darüber stolpere, wo mir das in einem meiner Lieblingspodcasts begegnet ist. Du möchtest hier: http://241568.website.snafu.de/wordpress/?p=658 in das Kapitel "Awesom MIX Biology" reinhören. Die beiden sind da etwas verrückt drauf an dem Tag - aber das Thema und die Umsetzung ist für dien Projekt ganz bestimmt hilfreich. Vor allem: Das ist nicht Sci-Fi. Das ist eine aktuelle Forschung. Ärgerlich, dass die Sci-Fi immer von der Wirklichkeit überholt wird. Ist mir auch schon mal so gegangen mit einer "Überwachungs-Wahn-Horrorstory" - und dann passierte das noch viel schlimmer. 

[Quentin]

  Wow, so schnell so viele Antworten. Ich bin überwältigt.

Huhu Quentin,

ich weiß ja nicht, was dir genau vorschwebt: Aber warum machst du es nicht, wie es auch in der Biologie läuft? Ergo der Code der DNA kann dekodiert und in Proteine umgesetzt werden. Naja, bei der DNA hast du vier Basenpaare, wovon jeweils drei zusammen eine Aminosäure codieren. Bestimmte Kombinationen stehen für "Start" und "Stop". Ähnlich könntest du es doch auch aufziehen  Sprich: die Basen der DNA stehen je nach Reihenfolge für Zeichen oder Zeichenfolgen ...

Grüße

Eluin

Das ist eine gute Möglichkeit, aber damit hat man doch bloß die Möglichkeit, dass man wenn dann nur Schwarz-Weiß-Bilder senden kann, oder?

Hallöchen,

In Blut ist ja im Normalfall viel gespeichert. Sehr viel. Das gehört ja auch zur DNA (wird aber in verdammt vielen Sci-Fi Projekten benutzt). Ich durfte ja mal das Blut unter dem Mikroskop betrachten. Und ich sage euch, es ist interessant  Und ich durfte es zentrifugieren - oder wie das noch mal heißt. Zwar nicht ohne Aufsicht, aber es ist trotzdem Toll 
Die DNA ist ja sowieso ein Informationsspeicher. Es wäre also gut zu wissen, welche Informationen du herauslesen speichern möchtest.

Ich glaube, Blut ist mir in dem Fall zu ordinär. Das ist mMn wirklich ausgelutscht.

Mal ganz dumm gefragt: warum ausgerechnet ein biologishes und damit relativ anfälliges Medium? DNA ist über große Zeiträume leider nicht haltbar, sonst hätten wir längst real einen Jurassic Park, und gegenüber Strahlung wie z.B. im Weltraum ist sie auch sehr empfindlich. Kristalle z.B. wären haltbarer.

Aber kann man Kristalle im menschlichen Körper einbauen? Eher nicht. Es geht nur darum, einen Plan respektive Informationen wie Truppenbewegungen oder nur die eigene Identität zu speichern.

Kann man die DNA in manchen Zellen ersetzen, zum Beispiel durch Informationen, und das Erbgut dann durch Nanoroboter ersetzen?

[Mondfräulein]

Das ist eine gute Möglichkeit, aber damit hat man doch bloß die Möglichkeit, dass man wenn dann nur Schwarz-Weiß-Bilder senden kann, oder?

Wenn du schon durch diesen Code Schwarz-Weiß-Bilder codieren kannst, warum solltest du dann keine Farbbilder codieren können?

Kann man die DNA in manchen Zellen ersetzen, zum Beispiel durch Informationen, und das Erbgut dann durch Nanoroboter ersetzen?

Ähm. Nunja, vielleicht liegt das daran, dass ich mich mit dem Zellstoffwechseln einigermaßen auskenne, aber nein, ich glaube nicht. Du müsstest einen Roboter programmieren, der alle Aufgaben des Zellkerns übernimmt, er müsste irgendwie RNA herstellen und auf dieselben Reize reagieren, die sonst dazu führen, dass bestimmte DNA-Stellen abgelesen werden... Das ist wahnsinnig kompliziert. Ich glaube ehrlich gesagt, vorher schaffen wir den Sprung in ein Paralleluniversum.

[pink_paulchen]

Kann man die DNA in manchen Zellen ersetzen, zum Beispiel durch Informationen, und das Erbgut dann durch Nanoroboter ersetzen?

Du hast unter den vielen meine Antwort übersehen - glaub mir - der Podcast hilft dir. Da werden nämlich in der DNA vererbare Marker gesetzt. Auf Basis dessen, lässt sich die Frage nach den Nanorobotern einfacher bewerten.

[Sunflower]

Kann man die DNA in manchen Zellen ersetzen, zum Beispiel durch Informationen, und das Erbgut dann durch Nanoroboter ersetzen?

Man kann DNA austauschen, einbauen, etc. Es gibt etwas, das sich Gentherapie nennt und das im Moment - soweit ich weiß - bisher nur in Studien Anwendungen findet. Aber in der Richtung wird sehr viel geforscht. Üblicherweise geht es dabei um seltene Krankheiten, die durch ein mutiertes Gen ausgelöst werden. Meistens wird dann (in Studien) versucht, dieses mutierte Gen durch eines zu ersetzen, das eine normale Funktion hat. Das passiert durch modifizierte Viren. Viren sind ja nur DNA- bzw. RNA-Träger (je nach Virentyp), keine Lebewesen in dem Sinne. Man entfernt die eigentliche Viren-DNA und setzt die DNA ein, die man eben ersetzen will. Das Virus dringt in den Organismus ein, wird im besten Fall zu den Zellen geleitet, wo man die DNA ersetzt haben will und ersetzt die DNA. Aber in dem Wiki-Artikel müsstest du einiges dazu finden, bzw. wenn du nach "Gentherapie" googelst.

Was ich mich nur frage, ist, was geschieht, wenn du beispielsweise Informationen für Truppenbewegungen als kodierte DNA in ein Individuum einsetzt. Da müsstest du irgendwie beachten, dass das nicht "abgelesen" wird, denn wer weiß, was diese Sequenzen im Organismus hervorrufen. Das kann uU zu ungesunden Mutationen o.ä. führen. Denke ich. Da bin ich leider auch kein Experte, ich studiere nur teilweise Bio  Vielleicht kann dich, was das angeht, noch ein Experte absichern.

Edit: Überschneidet sich teilweise. Was die Nanoroboter angeht, ich habe mal vor langer Zeit für ein Cyberpunk-Projekt recherchiert und dabei den Artikel hier gefunden (PM ist eigentlich auch eine gut recherchierte Zeitschrift, soweit ich weiß).

[Tigermöhre]

Vor ein paar Jahren habe ich einen Bericht gelesen oder gesehen, der darum ging, dass irgendwelche Forscher Daten auf einer Schnecke gespeichert haben und sie danach auch wieder auslesen konnten.
Leider finde ich gerade keinen Link dazu. Aber vielleicht findest du etwas.

[Sascha]

Grad gefunden:
http://www.heise.de/tp/artikel/43/43952/1.html
Nicht, daß die TP-Artikel immer so wissenschaftlich einwandfrei sind, vorsichtig ausgedrückt, aber ein paar Infos kann man vllt. trotzdem rausziehen.

[jainoh]

Die Idee ist faszinierend und wurde wissenschaftlich schon genutzt, nur in Form einer Auslesung. Es werden bereits heute genetische Mutationen an Krebszellen untersucht, um z.B. ihre Empfindlichkeit auf bestimmte Antikörpertherapien zu testen. Es ist auch nicht nur versuchsweise in Arbeit, sondern bei Patientinnen mit Brustkrebs reine Routine geworden. In diesem Fall hat die Natur bereits Informationen in der DNA verschlüsselt, die nur dann relevant werden, wenn tatsächlich eine Krebserkrankung ausbricht. So in der Art, stell ich mir dann also vor, könnte man die DNA markieren. Mit Informationen, die nur mit einem speziellen Schlüssel oder Messverfahren auszulesen sind. Diese Informationen können dann in fast allen beliebigen Zellen enthalten sein. Bereits vorhandene Verfahren sind Färbetechniken an Gewebeproben. Dazu muss keine aufwändige DNA-Entschlüsselung durchgeführt werden. Aber natürlich sind das keine komplexen Informationen sondern nur Gradeinteilungen wie: negativ, leicht, mittel oder stark positiv.
So ist es natürlich auch vorstellbar, dass man eine genetische Information in Menschen versteckt. In Form einer kleinen Mutation, die sonst vielleicht irrelevant für Erscheinungsbild und Funktion des Körpers ist.
Ich habe einmal einen Artikel über genetischen Haplotypen gelesen, die mit bestimmten Eigenschaften assoziiert sind. Dazu passt dann noch, dass alle Mitochondrien stets aus der mütterlichen DNA stammen, so dass man z.B. Informationen eines geklonten Heers, wenn sie in den Mitochondrien versteckt wäre, tatsächlich aus einer einzigen Eizelle vervielfältigen kann. Ein weites Feld, das sich mit dieser Frage auftut. Der Anteil SciFi erweitert es nur um so mehr.
Um die Frage gezielter zu beantworten, müsstest du noch einmal genauer beschreiben, welcher Art, zu welchem Nutzen die Information sein soll.