Bioinformática entre balbuceos, un 'ada' y una margarita

Érase una vez un mundo desinformatizado donde habría 'adas' inteligentes, margaritas brillantes y cosas balbucientes muy perspicaces. El 'ada' (sin hache, sí) es Augusta Ada Byron, única hija legítima de Lord Byron. Ada nació en Inglaterra en 1815 de un matrimonio que duró escasamente un año, al cabo del cual, su madre (Annabella Milbanke, baronesa de Wentworth), se cansó de las infidelidades —y cosas peores— del escritor y se llevó a la niña para criarla lejos de la influencia paterna (Ada nunca llegaría a conocerlo). Con la obsesión de que Ada no se pareciera al padre, no le dio la típica educación memorística y artística, sino que la incitó a pensar y a amar las matemáticas. A los 17 años ya se movía en círculos científicos donde conoció a figuras tan destacadas como Charles Darwin, Michael Faraday, Charles Dickens y Charles Cabbage. Se casó a los 19 con William King, entonces barón de Ockham de 29 años, y futuro conde de Lovelace, que contra todo pronóstico, la apoyó totalmente en sus intereses intelectuales. Por eso, cuando tenía 20 años, Ada era tachada de «poco convencional» porque no hablaba de los mismos temas que el resto de las damas victorianas. A cambio, se ganó la admiración de muchos científicos por su inteligencia, uno de los cuales la apodaría la «encantadora de números».  

Los balbuceos (babbling) de la historia se los debemos al británico Charles Babbage, físico, matemático e inventor (a él le debemos el velocímetro, el oftalmoscopio o el dinamómetro, y la dendrocronología que utiliza los anillos de los árboles para conocer la antigüedad). A los 44 años, Babbage era catedrático y estaba diseñando una máquina para calcular que pudiera retener en la memoria 1000 números de 50 dígitos, sin imaginarse que estaba diseñando el antecesor mecánico de los ordenadores electrónicos modernos. Cuando la institutriz de Ada le presentó a Babbage, este le enseñó su prototipo a la adolescente, que en seguida se dio cuenta que podría servir también para componer música o resolver complicados problemas de física. La máquina reunía todo lo que le encantaba a Ada (matemáticas, ingeniería, lógica abstracta y diseño) y usaba el sistema de tarjetas de Jacquard que se empleaban en los telares para introducir los datos y las instrucciones. Fue Ada quien le propuso usar el sistema binario en lugar del decimal para acelerar los cálculos, pero Babbage pensó que esto era un disparate.  

El problema es que la máquina 'balbuceante' de Babbage era enorme y muy cara (en torno a un millón de euros actuales). Los ingleses no estaban por la labor de financiarla tras invertir más de 17 000 libras de la época (con ese dinero se podían construir dos fragatas) y no construir más que una sétima parte de la máquina, que se puede ver hoy en el Museo de la Ciencia de Londres. En cambio, convenció a algunos italianos, como el militar y matemático que luego sería primer ministro Luigi Menabrea, que escribió una publicación sobre ella en francés. Ada la tradujo al inglés (sí, también hablaba idiomas) para ganar más apoyos para la financiación, y mientras traducía, animada por Babbage, añadió notas para explicar mejor las capacidades de la máquina. Al final, las notas ocupaban tres veces más que el artículo original y contienen unas matemáticas más avanzadas que las del italiano. Son estas Notas firmadas por A. A. L. (las iniciales del nombre completo de Ada, porque no se atrevió a firmarlas con su nombre complet0) lo que hoy se considera un tratado primitivo de la programación de ordenadores, donde aparecen conceptos que luego serán tan populares como los bucles, las rutinas y las bifurcaciones, con el consiguiente ahorro de código, tiempo y espacio. En estas Notas se expone que una sola máquina podría ser programada para hacer distintos tipos de tareas, en lugar de necesitar distintas máquinas para distintas tareas. A modo de ejemplo, Ada programa el cálculo de los números de Bernoulli. Así, mientras que Babbage solo pensaba en su máquina como una calculadora compleja, Ada le veía muchísimas más aplicaciones. 

Muchos han intentado desprestigiar los conocimientos de Ada para darle todo el mérito a Babbage, pero los datos están ahí y no hacen más que demostrar que esta mujer victoriana ideó por su cuenta los principios matemáticos de la computación universal. La Royal Society consideró por entonces que la contribución de una libertina y drogadicta era irrelevante para las matemáticas, y que la parte teórica de su desarrollo era un completo disparate. Casi logran sumirla en el ostracismo, si no fuera porque en 1950, Alan Turing, el padre de la computación moderna, citó las Notas de Ada en su publicación más famosa sobre computación. Ada murió de cáncer de útero con metástasis el 2 de noviembre de 1852, a los 36 años (la misma edad con la que murió su padre), y muchos piensan que si no hubiera muerto prematuramente, Babbage hubiera logrado construir su máquina completa. En 1980 se le puso «Ada» en su honor a un lenguaje de programación, y universidades como las de Málaga y de Zaragoza tienen edificios con su nombre. Desde 2009 se celebra cada segundo martes de octubre «el día de Ada Lovelace» para visibilizar el trabajo de las mujeres en tecnología y ciencia.  

Y esto nos lleva a acabar de deshojar la margarita de esta historia: Margaret Oakley Dayhoff, que fue la primera en apostar por los ordenadores (de los años 60 del siglo XX) para reconstruir la secuencia de aminoácidos de una proteína a partir de los péptidos obtenidos por el método de degradación de Edman. Junto a Robert S. Ledley publicó en 1962 el programa COMPROTEIN (https://doi.org/10.1109/AFIPS.1962.39) hecho en FORTRAN en tarjetas perforadas (¡como Ada!). Esta publicación también fue el detonante para usar el código de una letra para los aminoácidos en lugar del de tres letras que se venía utilizando hasta entonces. ¿Motivo? Se simplificaba el algoritmo, como pensó Ada al proponer el sistema binario en lugar del decimal. A aquel logro le siguió la creación en 1965 de la primera base de datos bioinformática, el Atlas of Protein Sequence and Structure, en la que recogió en 95 páginas de papel la secuencia de todas las proteínas conocidas hasta entonces (la friolera de… ¡65 proteínas!, que cabían en un 'disquetazo’ de la época). El atlas se siguió publicando físicamente hasta 1978. La forma de estructurar los ficheros que tiene el FORTRAN también marcó el desarrollo posterior de las bases de datos de nucleótidos del EMBL (1982) y del GenBank (1983) como ficheros de texto en lugar de verdaderas bases de datos. En 1984, el atlas de Dayhoff se convirtió en la primera base de datos en línea, la Protein Information Resource. Ante tal acumulación de secuencias, en 1985, David J. Lipman y William R. Pearson desarrollaron un algoritmo en C capaz de encontrar muy rápido la aguja en el pajar (o sea, una secuencia de aminoácidos o nucleótidos deseada [https://doi.org/10.1126/science.2983426 y https://doi.org/10.1073/pnas.85.8.2444] en un mar de secuencias) que denominaron FASTA porque lo consideraban muy rápido. Luego vino el ultrarrápido Blast, y más y más bioinformática, como la que nos ha ayudado a desarrollar desde las vacunas anticovídicas hasta acelerar los programas de mejora genética. Pero, en cualquier caso, hoy se considera que nuestra 'margarita' es la madre de la bioinformática, una digna hija del Ada madrina, madre de la informática. Resulta llamativo que unos ámbitos de conocimiento donde tanto predominan los cromosomas Y hayan surgido en mentes que solo tienen cromosomas X. Y colorín colorado, este cuento se ha acabado.