БИОКОМПЬЮТЕРНЫЕ ФУНКЦИИ ДНК

Ce este un "ADN-ului calculator" l. Adlemana?

Dar logica de dezvoltare de cercetare în acest domeniu la început merge în altă direcţie. Moleculele de ADN sunt folosite ca pur "paralele calcula» structura fizică. Это началось в 1994 году, Când Leonard Adleman, Profesor de informatică la Universitatea din California de Sud, Algoritmul propuse folosind ADN-ului pentru a rezolva o versiune de vanzator călătoresc problemă» [49]. Este o expresie a problemei aşa-numitele Gamil′tonianovskogo calea în sarcini matematice dificile (Problema de calea Hamiltonian sau HPP), şi acesta este conectat cu peste un număr mare de opţiuni de soluţii posibile pentru optime. Адлеман с помощью «ДНК-компьютинга» решил задачу для 7 городов и 13 дорог между ними, Atunci când aveţi nevoie pentru a obţine cel mai scurt traseu pentru a vizita fiecare dintre aceste orase. A fost nevoie de doar o saptamana pentru un răspuns, În timp ce tradiţionale computere ar fi avut nevoie de mai mulţi ani. Acesta a fost folosit fenomenul de bază, tipic molecule de ADN-capacitatea de lanţurile solitară a vzaimouznavaniâm complementare. Acest fenomen este, că orice fragmente din fiecare din două lanţuri de ADN în soluţie (sau din cromozomi unei celule vii) numai propriile lor, într-o oglindă de sens, jumătăţi şi forma o spirală dublă normale. Acest fenomen este o manifestare a proprietăţile comune foarte bine organizate biostructurelor si polimeri nadmolekulârnyh molecular entitate la samosborke. Deci, în vitro-in vivo pentru a auto-asambla ribozomi, membrana, cromozom, viruşi şi fagi. Inclusiv ADN-ul odnonitevye. Succesul şi viteza de ADN-ul spontan jumatati reciproc căutări, ca un act de auto-organizare (Asamblat) şi opţiuni de căutare oferite de mare viteză în cadrul «vanzator de călătoresc problemă». Motivele pentru care rapid şi precis vzaimouznavanij jumătăţi ale ADN-ului au fost necunoscute până de curând. Şi este extrem de important pentru stabilirea efectivă a unui computer de ADN, şi acest lucru este discutat mai jos. Mai multe detalii despre modelul Adlemana, ca logica lui si a noastra este fundamental diferit. Aşa cum am (si nu numai) Noi credem, calea, Cine a ales Adleman şi urmaşii lui de multe, folosind ADN-ul ca o structură de calcul, acestea evaluate incorect ca un fel de ADN-ul de calcul. David Gifford, unul dintre influenţă majoră în calcul;, El a luat primul Adlemana, a spus, "acest lucru nu este un computer moleculară, şi că această tehnică ".poate face numai cu anumite tipuri de probleme combinatorice, Acest lucru nu este un computer universal sau programabile tip IBM PC» [50]. Pentru a înţeles, De ce sunt noi şi Gifford, scurtă privire la metoda Adlemana. Он обозначил каждый город как отрезок однотяжной ДНК длиной в 20 оснований (baze de) cu secvenţe aleatoare. Дороги между каждыми двумя городами были представлены как отрезки комплементарных однотяжных ДНК в 20 баз, care se suprapun peste jumătate de drum între orasele. Aceasta este regula canonice din motive împerechere în dvutâžnyh ADN-ului: Adenină-timină, Guanină-citozină. Путь между 7 городами начинается с фрагмента двутяжной ДНК, care se conectează orice două oraşe. Este Important să, fragmente de ADN care, desemnează un oraş, pot fi mai multe. Затем более 100 миллиардов радиоактивно меченых «ДНК-городов» и «ДНК-путей» были перемешаны в пробирке и размножены ферментативной ДНК-амплификацией. Pe acest, ca Adleman, "DNA computing" capete. Următoarea, pentru a obţine răspunsul-cel mai bun mod (anumite fracţiuni de ADN), amestecul de reacţie cu èlektroforetičeski "răspunde", în comun cu, la spre a lua tot drumul, la "start" la "sfârşitul". Apoi aloca calea, которые только раз проходили через 7 городов; выделяли пути между 7 разными городами. Şi în cazul în care a descoperit ADN fracţiune "înseamnă" după această fază, Acestea au fost considerate cele mai bune («Câştigătorii»). În acest "Rezolvare" şi problema vanzator de călătorie. În procesul de a găsi o "soluţie" care implică miliarde de paralel rapid care apar complementare spontană (omul nu programabile) acte "aprecieri" odnotâžnyh ADN-ului şi miliarde de replicare spontană a acestor molecule de enzima. Cantitate mică de timp şi energie este ceva de genul «supa genetice». Viteza și precizia proceselor moleculare este de neconceput pentru operațiuni echivalente în calculatoarelor electronice digitale, folosind deterministe a vectorului de procesarea informaţiei. În cazul "ADN-ul de calcul", Cum să cred, nu sunt deterministe prelucrarea paralelă mare matrici de numere-litere (4-х нуклеотидов ДНК).