БИОКОМПЬЮТЕРНЫЕ ФУНКЦИИ ДНК

Che cosa è un "Computer a DNA" di l. Adlemana?

Ma la logica dello sviluppo della ricerca in questo settore in un primo momento va in direzione opposta. Molecole di DNA vengono utilizzati come calcolo in parallelo» struttura puramente fisica". È iniziato nel 1994, Quando Leonard Adleman, Professore di informatica dalla University of Southern California, algoritmo proposto utilizzando DNA per risolvere una versione del problema del commesso viaggiatore» [49]. È una espressione del cosiddetto problema Gamil′tonianovskogo percorso in compiti di matematiche difficili (Problema percorso hamiltoniano, o HPP), ed è collegato con sopra un vasto numero di opzioni per le possibili soluzioni per ottimale. Adleman con l'aiuto del "DNA computing" ha risolto il problema per 7 città e 13 strade tra di loro, Quando è necessario per ottenere il percorso più breve per visitare ognuna di queste città. Ci sono voluti solo una settimana per una risposta, Mentre i tradizionali computer avrebbe avuto bisogno di parecchi anni. È stato usato il fenomeno base, tipiche molecole di DNA, la capacità delle sue catene solitarie per la vzaimouznavaniâm complementari. Questo fenomeno è, che frammenti di ciascuna delle due catene di DNA in soluzione (o nei cromosomi di una cellula vivente) solo i propri, in uno specchio di senso, metà e forma una normale spirale doppia. Questo fenomeno è una manifestazione delle proprietà comuni del nadmolekulârnyh entità molecolari altamente organizzata biostrutture e polimero per samosborke. Così in vitro-in vivo per auto-assemblare i ribosomi, membrana, il cromosoma, virus e batteriofagi. Compreso il DNA odnonitevye. Il successo e la velocità del DNA spontaneo dimezza l'altro ricerche, come un atto di auto-organizzazione (auto-assemblaggio) e opzioni di ricerca fornito ad alta velocità entro il «problema del commesso viaggiatore». Motivi per metà vzaimouznavanij veloce e precisa del DNA erano sconosciuti fino a poco tempo. Ed è estremamente importante per l'effettiva costituzione di un computer di DNA, e questo è discusso sotto. Maggiori dettagli sul modello Adlemana, come la sua e la nostra logica è fondamentalmente diversa. Come abbiamo (e non solo) Noi crediamo, percorso, Chi ha scelto il Adleman e i suoi seguaci molti, usando il DNA come struttura computazionale, hanno erroneamente valutato come una sorta di DNA computing. David Gifford, tra i maggiori influenzatori nel calcolo;, in primo luogo ha ottenuto Adlemana, ha detto, "questo non è un computer molecolare, e che questa tecnica ".possono trattare solo con determinati tipi di problemi combinatori, Questo non è un universale o programmabile computer IBM PC tipo» [50]. Per capire il, Perché noi e sono Gifford, breve sguardo al metodo Adlemana. Ha etichettato ogni città come un blocco di 20 basi di DNA a filamento singolo. (basi) con sequenze casuali. Le strade tra ogni due città erano rappresentate come 20 basi di DNA a filamento singolo complementare., che si sovrappongono a metà strada tra le città di. Questa è la regola canonica di accoppiamento terreno in dvutâžnyh DNA: Adenina-timina, Guanina-citosina. Il percorso tra 7 città inizia con un pezzo di DNA a doppia elica, che collega qualsiasi due città. È importante, quel DNA frammenti, che designa una città, possono essere più di uno. Quindi più di 100 miliardi di "città del DNA" e "percorsi del DNA" etichettati radioattivamente sono stati mescolati in una provetta e moltiplicati per amplificazione enzimatica del DNA. Su questo, come Adleman, Estremità "DNA computing". Prossimo, per ottenere il risposta, il modo migliore (alcune frazioni di DNA), la miscela di reazione con èlektroforetičeski "rispondere" condiviso con il, per ottenere tutto il modo, da "start", "la fine". Quindi allocare il percorso, che solo una volta ha attraversato 7 città; identificati percorsi tra 7 diverse città. E se scoperto frazione di DNA "significa" dopo questa fase, sono stati considerati i migliori («vincitori»). In questa "risoluzione" e il problema del commesso viaggiatore. Nel processo di trovare una "soluzione" che coinvolge miliardi di parallelo rapidamente che accadono complementari spontanea (uomo non programmabile) agisce odnotâžnyh "riconoscimenti" DNA e miliardi di replica spontanea di queste molecole di enzima. La piccola quantità di tempo ed energia è qualcosa come «zuppa di genetica». La velocità e la precisione dei processi molecolari è impensabile per le operazioni equivalenti nei computer elettronico digitale, utilizzando il vettore deterministico di elaborazione delle informazioni. Nel caso di "DNA computing", Come credere, non sono deterministiche elaborazione parallela di grandi matrici di numeri-lettere (4 nucleotidi di DNA).