कंप्यूटर बनाया डीएनए पर आधारित है, जो अंत में reprogrammed किया जा सकता है

यह माना जाता है कि डीएनए जाएगा से हमें बचाने के लिए कंप्यूटर. में अग्रिमों के लिए धन्यवाद के प्रतिस्थापन सिलिकॉन ट्रांजिस्टर, कंप्यूटर आधारित डीएनए पर वादा हमें प्रदान करने के लिए एक बड़े पैमाने पर समानांतर कंप्यूटिंग वास्तुकला, असंभव है वर्तमान समय में. लेकिन यहाँ पकड़ है: आणविक सर्किट बनाया गया है कि आज से पहले किया था बिल्कुल कोई लचीलापन है । आज, डीएनए के प्रयोग के लिए कंप्यूटिंग के रूप में ही है "बनाएँ नया कंप्यूटर से नए हार्डवेयर को चलाने के लिए केवल एक ही कार्यक्रम है," डेविड कहते हैं सड़ा हुआ.

सड़ा हुआ, प्रोफेसर, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस, और उनके सहयोगियों का फैसला किया बाहर खोजने के लिए यह क्या ले जाएगा बनाने के लिए एक डीएनए कंप्यूटर है कि वास्तव में reprogrammed किया जा सकता है.

कंप्यूटर से डीएनए

एक लेख में इस सप्ताह प्रकाशित जर्नल नेचर में, सड़ा हुआ और उनके सहयोगियों के विश्वविद्यालय में कैलिफोर्निया और यूनिवर्सिटी ऑफ Maynooth का प्रदर्शन किया है कि बस. वे पता चला है कि यह संभव है का उपयोग करने के लिए एक सरल बनाने के लिए ट्रिगर का एक ही मूल सेट का डीएनए अणुओं को लागू करने के लिए कई अलग अलग एल्गोरिदम. हालांकि इस अध्ययन अभी भी है खोजपूर्ण प्रकृति में, भविष्य में इस्तेमाल किया जा सकता है reprogrammable एल्गोरिदम के लिए आणविक डीएनए प्रोग्रामिंग है कि रोबोट सफलतापूर्वक वितरित करने के लिए दवाओं के कैंसर कोशिकाओं.

"यह एक है के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्र में काम करता है," कहते हैं Thorsten-लार्स श्मिट, एसोसिएट प्रोफेसर के प्रायोगिक बायोफिज़िक्स केंट स्टेट यूनिवर्सिटी में किया था, जो अध्ययन में शामिल नहीं है । "इससे पहले यह था एल्गोरिथम आत्म विधानसभा, लेकिन नहीं करने के लिए इस जटिलता की डिग्री है."

में इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर की तरह तथ्य यह है कि आप का उपयोग कर रहे हैं करने के लिए इस लेख पढ़ा, बिट्स बाइनरी इकाइयों की जानकारी को बताना है कि क्या करने के लिए कंप्यूटर. वे प्रतिनिधित्व असतत शारीरिक स्थिति के अंतर्निहित हार्डवेयर, के रूप में आमतौर पर उपस्थिति या अनुपस्थिति के बिजली के वर्तमान. इन बिट्स — या यहां तक कि एक बिजली के संकेत है, जो के माध्यम से प्रेषित सर्किट से मिलकर तर्क तत्वों है कि एक कार्रवाई पर एक या एक से अधिक इनपुट बिट्स का उत्पादन और एक बिट के रूप में उत्पादन के साथ.

के संयोजन इन सरल ब्लॉकों का निर्माण, फिर और फिर से कंप्यूटर चला सकते हैं, एक आश्चर्यजनक रूप से जटिल कार्यक्रम है । इस विचार के पीछे डीएनए आधारित कंप्यूटिंग, है, को बदलने के लिए रासायनिक बांड विद्युत संकेतों और न्यूक्लिक एसिड — सिलिकॉन, और बनाने के लिए biomolecular सॉफ्टवेयर है । के अनुसार एरिक विनफ्रे, एक कंप्यूटर वैज्ञानिक से कैलटेक और सह-लेखक का काम है, आणविक एल्गोरिदम का उपयोग प्राकृतिक क्षमता के बारे में जानकारी के प्रसंस्करण में सिलना, डीएनए, लेकिन इसके बजाय देने के लिए नियंत्रण करने के लिए प्रकृति, "विकास की प्रक्रिया में कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित है".

पिछले 20 वर्षों में कई प्रयोगों में, हम इस्तेमाल किया आणविक एल्गोरिदम के लिए चीजों के रूप में इस तरह टिक टीएसी को पैर की अंगुली या विधानसभा के विभिन्न आकार है । इनमें से प्रत्येक में मामलों में, डीएनए अनुक्रम था होना करने के लिए सावधानी से बनाया गया है बनाने के लिए एक विशिष्ट एल्गोरिथ्म के साथ उत्पन्न होता है कि डीएनए की संरचना. क्या इस मामले में अलग है तथ्य यह है कि शोधकर्ताओं ने एक प्रणाली विकसित की है जिसमें एक ही अंतर्निहित डीएनए टुकड़े अनुक्रम किया जा सकता बनाने के लिए एक पूरी तरह से अलग एल्गोरिदम और इसलिए बनाया जा सकता है की तरह अलग अलग अंत उत्पादों.

इस प्रक्रिया के साथ शुरू होता है डीएनए origami, तह की विधि का एक लंबा टुकड़ा डीएनए एक वांछित आकार में. इस लुढ़का हुआ टुकड़ा डीएनए के रूप में कार्य करता है "नेतृत्व" (बीज, बीज), चलाता है जो एक एल्गोरिथम पाइप लाइन पर की तरह, एक स्ट्रिंग में डूबा हुआ sugared पानी, धीरे-धीरे बढ़ता है कारमेल. बीज बनी हुई है काफी हद तक उसी के बावजूद एल्गोरिथ्म और परिवर्तन किए गए हैं केवल कुछ छोटे दृश्यों में से प्रत्येक के लिए नया प्रयोग है.

एक बार वैज्ञानिकों ने बनाया है बीज, वे जोड़ा गया में एक समाधान के 100 अन्य किस्में डीएनए, डीएनए टुकड़े है । इन टुकड़ों में से प्रत्येक के होते हैं जो एक अनूठी व्यवस्था के 42 न्यूक्लिक कुर्सियां (चार बुनियादी जैविक अणुओं में शामिल है कि डीएनए) से लिया का एक बड़ा संग्रह 355 टुकड़े डीएनए के वैज्ञानिकों द्वारा बनाई गई है. बनाने के लिए एक और एल्गोरिथ्म वैज्ञानिकों का चयन करने के लिए एक अलग सेट के शुरू के टुकड़े के साथ. आणविक एल्गोरिथ्म भी शामिल है कि यादृच्छिक चलने की आवश्यकता है एक अलग सेट के डीएनए टुकड़े कि एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है के लिए गणना. के बाद से इन डीएनए टुकड़े कर रहे हैं में शामिल हो गए विधानसभा की प्रक्रिया में, वे के रूप में एक सर्किट को लागू करता है कि चयनित आणविक एल्गोरिथ्म इनपुट पर बिट्स द्वारा ही प्रदान की जाती नेतृत्व किया.

इस प्रणाली का उपयोग कर, वैज्ञानिकों ने बनाया है 21 विभिन्न एल्गोरिथ्म, जो कार्यों प्रदर्शन कर सकते हैं इस तरह के रूप में पहचानने की एक बहु के विकल्प के नेता, पीढ़ी पैटर्न, और स्कोर करने के लिए 63. इन सभी एल्गोरिदम लागू किया गया का उपयोग कर विभिन्न संयोजनों का एक ही 355 डीएनए टुकड़े.

<पी>बेशक, कोड लिखने के लिए रीसेट करके डीएनए के टुकड़े एक टेस्ट ट्यूब में हालांकि यह नहीं करता है, हालांकि, पूरे विचार के लिए एक मॉडल के भविष्य पुनरावृत्तियों लचीला कंप्यूटर डीएनए पर आधारित है । यदि सड़ा हुआ, Winfrey और जंगल में अपने रास्ते में मिलता है, आणविक प्रोग्रामर की कल भी नहीं होगा के बारे में सोचने के biomechanics अंतर्निहित उनके कार्यक्रमों के साथ, बस के रूप में आधुनिक प्रोग्रामर नहीं है, को समझने के लिए भौतिकी के ट्रांजिस्टर लिखने के लिए अच्छा सॉफ्टवेयर है.

के संभावित उपयोग के इस नैनो-पैमाने विधानसभा तकनीक की कल्पना है, लेकिन इन अनुमानों के आधार पर कर रहे हैं हमारे अपेक्षाकृत सीमित समझ के nanoscaleदुनिया. एलन ट्यूरिंग के लिए सक्षम नहीं था भविष्यवाणी इंटरनेट के आगमन, और इसलिए हम हो सकता है समझ से बाहर के आवेदन सूचना विज्ञान आण्विक.

क्या करने में सक्षम हो जाएगा के आणविक कंप्यूटर से? हमें बताओ ।