WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте

ДНК-компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК.

История

В 1994 году Леонард Адлеман, профессор университета Южной Калифорнии, продемонстрировал, что с помощью пробирки с ДНК можно весьма эффективно решать классическую комбинаторную «задачу о коммивояжере» (кратчайший маршрут обхода вершин графа).[1] Классические компьютерные архитектуры требуют множества вычислений с опробованием каждого варианта.

Метод ДНК позволяет сразу сгенерировать все возможные варианты решений с помощью известных биохимических реакций. Затем возможно быстро отфильтровать именно ту молекулу-нить, в которой закодирован нужный ответ.

Проблемы, возникающие при этом:

  1. Требуется чрезвычайно трудоёмкая серия реакций, проводимых под тщательным наблюдением.
  2. Существует проблема масштабирования задачи.

Биокомпьютер Адлемана отыскивал оптимальный маршрут обхода для 7 вершин графа. Но чем больше вершин графа, тем больше биокомпьютеру требуется ДНК-материала.

Было подсчитано, что при масштабировании методики Адлемана для решения задачи обхода не 7 пунктов, а около 200, масса количества ДНК, необходимого для представления всех возможных решений превысит массу нашей планеты.

В 2002 году исследователи из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль, представили программируемую молекулярную вычислительную машину, состоящую из ферментов и молекул ДНК.[2] 28 апреля 2004 года, Эхуд Шапиро, Яаков Бененсона, Биньямин Гил, Ури Бен-Дор и Ривка Адар из Института Вейцмана сообщили в журнале «Nature» о создании ДНК-компьютера с модулем ввода-вывода данных.[3]

В январе 2013 года исследователи смогли записать в ДНК-коде несколько фотографий JPEG, набор шекспировских сонетов и звуковой файл.[4]

В марте 2013 года исследователи создали транскриптор (биологический транзистор).[5]

Принцип работы

Нити ДНК имеют в своём составе четыре азотистых основания: цитозин, гуанин, аденин, тимин. Их последовательность кодирует информацию. С помощью ферментов эту информацию можно изменять: полимеразы достраивают цепочки ДНК, а нуклеазы их разрезают и укорачивают. Некоторые ферменты способны разрезать и соединять цепи ДНК в местах, указываемых другими ферментами — лигазами. Таким образом, ДНК-компьютеры могут хранить и обрабатывать информацию. Также, химические реакции на разных частях молекул проходят независимо, параллельно, что обеспечивает высокую скорость вычислений. [6]

Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро

Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро — технология многоцелевого ДНК-компьютера, разрабатываемая израильским профессором Эхудом Шапиро (англ.)русск. и Яаковом Бененсоном из Вейцмановского института.

Его основой являются уже известные свойства биомолекул, таких как ДНК и ферменты. Функционирование ДНК-компьютера сходно с функционированием теоретического устройства, известного в математике как «конечный автомат» или машина Тьюринга.

См. также

Примечания

  1. ↑ Adleman, L. M. (1994). “Molecular computation of solutions to combinatorial problems”. Science. 266 (5187): 1021—1024. Bibcode:1994Sci...266.1021A. DOI:10.1126/science.7973651. PMID 7973651. — The first DNA computing paper. Describes a solution for the directed Hamiltonian path problem. Also available here: Archived copy. Проверено 21 ноября 2005. Архивировано 6 февраля 2005 года.
  2. ↑ Lovgren, Stefan Computer Made from DNA and Enzymes. National Geographic (24 февраля 2003). Проверено 26 ноября 2009.
  3. ↑ Benenson, Y.; Gil, B.; Ben-Dor, U.; Adar, R.; Shapiro, E. (2004). “An autonomous molecular computer for logical control of gene expression”. Nature. 429 (6990): 423—429. Bibcode:2004Natur.429..423B. DOI:10.1038/nature02551. PMC 3838955. PMID 15116117.. Also available here: An autonomous molecular computer for logical control of gene expression
  4. ↑ DNA stores poems, a photo and a speech | Science News
  5. ↑ Bonnet, Jerome; Yin, Peter; Ortiz, Monica E.; Subsoontorn, Pakpoom; Endy, Drew (2013). “Amplifying Genetic Logic Gates”. Science. 340: 599—603. Bibcode:2013Sci...340..599B. DOI:10.1126/science.1232758.
  6. ↑ ДНК-логика как основа биокомпьютера.

Ссылки

Это заготовка статьи о нанотехнологиях. Вы можете помочь проекту, дополнив её.
Это заготовка статьи по молекулярной биологии. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии