БИОКОМПЬЮТЕРНЫЕ ФУНКЦИИ ДНК

Vad är en "DNA dator" l. Adlemana?

Men logiken i utvecklingen av forskning på detta område först går åt andra hållet. DNA-molekyler används som rent fysiska «parallell compute» struktur. Это началось в 1994 году, När Leonard Adleman, Professor i datavetenskap från University of Southern California, föreslagna algoritm använder DNA för att lösa en version av det resande försäljaren problemet» [49]. Det är ett uttryck för den så kallade problemen Gamil′tonianovskogo sökvägen i svåra matematiska uppgifter (Hamiltonsk Path Problem eller HPP), och den är ansluten med över ett stort antal alternativ för möjliga lösningar för optimal. Адлеман с помощью «ДНК-компьютинга» решил задачу для 7 городов и 13 дорог между ними, När du behöver för att få den kortaste vägen att besöka var och en av dessa städer. Det tog bara en vecka för ett svar, Medan traditionella datorer skulle ha behövt flera år. Det användes det grundläggande fenomenet, typiska molekyler av DNA-förmågan av sin ensliga kedjor att den kompletterande vzaimouznavaniâm. Detta fenomen är, att någon fragment av varje av de två kedjorna av DNA i lösning (eller i kromosomerna i en levande cell) endast sina egna, i en bemärkelse spegel, halvor och bildar en normal dubbel spiral. Detta fenomen är en manifestation av allmänna egenskaper för mycket organiserade biostructures och polymer molekylär enhet nadmolekulârnyh till samosborke. Så in-vitro-in vivo att själv montera ribosomer, membran, kromosomen, virus och fagocyt. Inklusive DNA odnonitevye. Framgång och hastighet av spontana DNA halvor varandra sökningar, som en handling av självorganisering (självmontering) och medföljande hög hastighet sökalternativ inom «resande försäljare problemet». Skäl för snabb och exakt vzaimouznavanij halvorna av DNA var okända tills nyligen. Och det är oerhört viktigt för effektiv inrättandet av en DNA-dator, och detta diskuteras nedan. Mer detaljer på modell Adlemana, som hans och vår logik är fundamentalt annorlunda. Som vi (och inte bara) Vi tror, sökväg, som valde Adleman och hans många anhängare, med hjälp av DNA som en tillämpad struktur, de felaktigt utvärderas som ett slags DNA computing. David Gifford, en av de stora påverkare i datorvärlden;, först fick han Adlemana, sade, "Detta är inte en molekylär dator, och att denna teknik ".endast kan ta itu med vissa typer av kombinatoriska problem, Detta är inte en universell eller programmerbar dator IBM PC typ» [50]. Att förstå den, Varför är vi och Gifford, kort titt på metoden Adlemana. Он обозначил каждый город как отрезок однотяжной ДНК длиной в 20 оснований (baser) med slumpmässiga sekvenser. Дороги между каждыми двумя городами были представлены как отрезки комплементарных однотяжных ДНК в 20 баз, som överlappar varandra halvvägs mellan städerna. Detta är den kanoniska regeln parning marker i dvutâžnyh DNA: Adenin-tymin, Guanin-cytosin. Путь между 7 городами начинается с фрагмента двутяжной ДНК, som ansluter alla två städer. Det är viktigt att, det DNA fragment, utse en stad, kan vara mer än en. Затем более 100 миллиардов радиоактивно меченых «ДНК-городов» и «ДНК-путей» были перемешаны в пробирке и размножены ферментативной ДНК-амплификацией. På detta, som Adleman, "DNA computing" slutar. Nästa, att få det svar-det bästa sättet (vissa fraktioner av DNA), reaktionsblandningen med "svara" èlektroforetičeski delat med den, att få hela vägen, från "start" för att "slutet". Sedan fördela sökvägen, которые только раз проходили через 7 городов; выделяли пути между 7 разными городами. Och om upptäckt DNA bråkdel "betyder" efter denna fas, de ansågs vara bäst («vinnare»). I denna "lösning" och resande försäljare problemet. På att finna en "lösning" som omfattar miljarder av parallella snabbt uppstår kompletterande spontana (inte programmerbar man) agerar "utmärkelser" odnotâžnyh DNA och miljarder av spontana replikering av dessa molekyler av enzym. Den lilla mängden tid och energi är något som «genetiska soppa». Den hastighet och noggrannhet av molekylära processer är otänkbart för motsvarande verksamheten i de digitala elektroniska datorerna, med hjälp av deterministiska vektor av informationsbearbetning. När det gäller "DNA computing", Hur man tror, är inte deterministiska parallell bearbetning av stora matriser av siffror-bokstäver (4-х нуклеотидов ДНК).