Биокомпьютерные функции ДНК

"DNA bilgisayar" l. Adlemana nedir?

Ama ilk önce bu alanda araştırma geliştirme mantığı diğer yönde devam ediyor.. DNA molekülleri tamamen fiziksel "paralel hesaplama» yapı olarak kullanılır. 1994 yılında başladı, Ne zaman Leonard Adleman, Bilgisayar Bilimleri University of Southern California profesörü, Önerilen algoritması bir seyyar satıcı sorun sürümü çözmek için DNA'yı kullanarak» [49]. Bu sözde sorunu Gamil′tonianovskogo yolu zor matematik görevler bir ifadedir (Hamilton yol problemi veya Gücünde), ve seçenekler için olası çözümler için geniş bir dizi ile bağlı olduğundan optimal. DNA Computing'in yardımıyla Adleman, 7 şehir ve aralarındaki 13 yolun sorununu çözdü, Otelde her biri bu şehirleri ziyaret etmek için en kestirme yol almak gerekir. Bu sadece bir hafta için bir yanıt aldı., Geleneksel bilgisayar birkaç yıl gerektirecekti iken. Bu temel bir olgu, tipik moleküllerinin DNA yeteneği için tamamlayıcı vzaimouznavaniâm yalnız kendi zincirlerinin. Bu bir fenomen, herhangi bir parçacık her birinin DNA'ın iki zincir çözüm (veya canlı hücre kromozom) Sadece kendi, sense aynaya, yarısı ve form normal bir çift sarmal. Bu olay samosborke için son derece organize biostructures ve polimer moleküler varlığın nadmolekulârnyh ortak özellikleri bir tezahürüdür. Ribozom kendiliğinden bir araya vitro-in vivo olarak, membran, Kromozom, virüs ve phages. DNA odnonitevye dahil. Başarı ve spontan DNA hızını halves birbirlerini arama, kendi kendine organizasyon bir eylem olarak (kendinden montajlı) ve sağlanan yüksek hızlı arama seçenekleri içinde «seyyar satıcı problem». Yakın zamana kadar DNA yarısı hızlı ve hassas vzaimouznavanij nedenlerle bilinmeyen. Ve DNA bilgisayar etkili kurulması için son derece önemlidir, ve bu aşağıda açıklanmıştır. Adlemana modeli hakkında daha fazla bilgi, onun ve bizim mantık temelde farklı olarak. Biz (ve sadece) Biz inanıyoruz, yol, Kim Adleman ve birçok takipçileri seçti, DNA'yı kullanarak hesaplama bir yapı olarak, onlar hatalı DNA bilgisayar bir tür değerlendirildi. David Gifford, bilgi işlem büyük etkilendiği isimlerden biri;, ilk Adlemana var, dedi, "bu moleküler bir bilgisayar değil, ve bu tekniği ".yalnızca belirli türdeki Kombinatorik problemleri ile baş edemez, Bu evrensel veya programlanabilir bilgisayar IBM PC türü değil» [50]. Anlamak için, Neden biz ve Gifford?, yöntem Adlemana kısa bir bakış. Her şehri, 20 baz uzunluğunda tek sarmallı bir DNA parçası olarak etiketledi (bazlar) rastgele dizileri ile. Her iki şehir arasındaki yollar, 20 bazda tamamlayıcı tek sarmallı DNA'nın parçaları olarak sunuldu, hangi yarı yolda şehirleri arasında örtüşme. Dvutâžnyh DNA çiftleşme arazisinin kanonik kural budur: Adenin ve urasil, Guanin sitozin. 7 şehir arasındaki yolculuk, çift sarmallı bir DNA parçasıyla başlıyor, Bu her iki şehirlerine bağlantı. Önemlidir, Bu DNA parçaları, bir şehir belirleme, birden fazla olabilir. Daha sonra, 100 milyardan fazla radyoaktif etiketli "DNA şehirleri" ve "DNA yolları" in vitro olarak karıştırıldı ve enzimatik DNA amplifikasyonu ile çoğaltıldı. Bu konuda, Adleman, "DNA computing" biter. Sonraki, cevap-best way almak için (DNA'ın belirli kesirler), "cevap" èlektroforetičeski ile ortak tepki karışımla, tüm yol almak için, "başından beri" için "son". Yolu ayırma, sadece bir kez 7 şehirden geçen; 7 farklı şehir arasında tahsis edilmiş yollar. Ve sonra bu aşamada DNA kesir "anlamına gelir" keşfetti, En iyi olarak kabul edildi («kazanan»). Bu "Çözüm" ve seyyar satıcı sorunu. "Paralel hızla tamamlayıcı meydana gelen milyarlarca içeren bir çözüm" spontan bulma sürecinde (değil programlanabilir adam) "tanıma" odnotâžnyh DNA ve enzim moleküllerin spontan çoğaltma milyarlarca davranır. Az miktarda zaman ve enerji «genetik çorba» gibi bir şey. Hız ve doğruluk moleküler süreçlerinin dijital elektronik bilgisayarlarda bulunan eşdeğer işlemler için düşünülemez, deterministic vektör bilgi işleme kullanarak. "DNA bilgi işlem söz konusu olduğunda", Nasıl inanıyorum, deterministic paralel işlem numaraları harf büyük diziler değildir (4 DNA nükleotidleri).