মানবজাতি প্রতি বছর একশত জেটাবাইটের বেশি ডিজিটাল তথ্য উৎপাদন করছে। কিন্তু তথ্য সংরক্ষণের জন্য সিলিকন চিপ বা ম্যাগনেটিক টেপ অত্যন্ত দুর্বল—কয়েক দশকের মধ্যে এগুলো নষ্ট হয়ে যায়, এদের ঠান্ডা রাখতে মেগাওয়াট বিদ্যুৎ লাগে এবং স্থান সংকট দেখা দেয়। চারশত কোটি বছর আগে প্রকৃতি তথ্যের দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণের সেরা সমাধান তৈরি করে রেখেছে: ডিএনএ (DNA)। প্রতি গ্রাম ডিএনএ-তে দুই লক্ষ টেরাবাইটের বেশি তথ্য ধারণ করা সম্ভব। এই পর্বে আমরা ডিএনএ ডিজিটাল মেমরির তথ্যতত্ত্ব, এরর-কারেক্টিং কোডেক এবং পিসিআর ভিত্তিক ফাইল রিকভারি বিশ্লেষণ করব।

১. ডিএনএ মেমরির তাত্ত্বিক ধারণক্ষমতা ও স্থায়িত্ব

ডিএনএ-র চারটি বেস (( ext{A, C, G, T})) থাকার কারণে প্রতিটি বেস হুবহু ২-বিট তথ্যের সমতুল্য ((log_2(4) = 2))। এক গ্রাম ডিএনএ-র তাত্ত্বিক তথ্য ধারণক্ষমতা:

[

ho_{ ext{theoretical}} approx ২১৫{,}০০০ ext{ টেরাবাইট / গ্রাম}
]

অর্থাৎ পৃথিবীর সমস্ত ইন্টারনেট ও লাইব্রেরির মোট ডিজিটাল ডেটা একটি সাধারণ জুতোর বাক্সের সমান ডিএনএ নমুনায় সংরক্ষণ করা সম্ভব! এছাড়া সাধারণ মেমোরির মতো এতে কোনো বিদ্যুৎ লাগে না। ডিএনএ-কে সিলিকা কাচের ন্যানো-গোলকে ভরে রাখলে তা সাধারণ তাপমাত্রায় এক লক্ষ বছর পর্যন্ত কোনো ক্ষতি ছাড়াই টিকে থাকতে পারে।

২. ডিএনএ ফাউন্টেন কোড ও এরর কারেকশন (DNA Fountain)

ডিজিটাল ০ ও ১-কে ডিএনএ অক্ষরে রূপান্তর করার সময় দুটি কঠোর নিয়ম মানতে হয়:

  1. পরপর একই অক্ষর ৩ বারের বেশি থাকা যাবে না (যেমন ( ext{AAAA})), কারণ সিকোয়েন্সার মেশিন এতে বিভ্রান্ত হয়।
  2. জি ও সি-এর পরিমাণ ৫০% এর কাছাকাছি রাখতে হবে যেন তাপমাত্রা সামঞ্জস্য থাকে।

রসায়নে কিছু অক্ষর ভুল বা হারিয়ে যেতে পারে। এটি প্রতিরোধ করতে টেলিকমিউনিকেশনের রিড-সলোমন (Reed-Solomon) কোড এবং ফাউন্টেন কোড ব্যবহার করা হয়। ফলে ডিএনএ-র কিছু অংশ ক্ষতিগ্রস্ত হলেও সম্পূর্ণ ফাইলটি শতভাগ নির্ভুলভাবে পুনরুদ্ধার করা যায়।

৩. পিসিআর র‍্যান্ডম অ্যাক্সেস (Random Access Retrieval)

কোটি কোটি ফাইলের সমুদ্র থেকে একটি নির্দিষ্ট ফাইল কীভাবে খুঁজে পাওয়া যায়? প্রতিটি ফাইলের ডিএনএ খণ্ডের দুই মাথায় ২০ বেসপেয়ারের একটি অনন্য প্রাইমার অ্যাড্রেস কোড বসানো থাকে:

[
ext{ডিএনএ স্ট্র্যান্ড} = [৫’ ext{-ফরওয়ার্ড প্রাইমার}] – [ ext{মূল ডেটা}] – [৩’ ext{-রিভার্স প্রাইমার}]
]

গবেষক যখন কেবল ফাইল “K” পড়তে চান, তখন টেস্টটিউবে সেই ফাইলের প্রাইমার ফেলে পিসিআর চালালে অন্য সমস্ত ডেটা বাদ দিয়ে কেবল কাঙ্ক্ষিত ফাইলটির কোটি কোটি কপি তৈরি হয়—যা সিকোয়েন্স করে কম্পিউটার স্ক্রিনে ভিডিও বা টেক্সট হিসেবে মুহূর্তেই ফুটিয়ে তোলা যায়।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।