Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
Komputer DNA (biokomputer), jest to komputer, w którym obliczenia zachodzą dzięki reakcjom chemicznym między cząsteczkami DNA.
Jest on jednym ze sposobów nieelektronicznych obecnie badane w celu rozwiązania kombinatorycznych problemów . Nie rości sobie prawa do ogólności i elastyczności zwykłego komputera. Jest to raczej wyspecjalizowane urządzenie, takie jak procesor graficzny , karta dźwiękowa lub konwerter . Jej zasada, sformułowana przez Leonarda Adlemana w 1994 r., „Polega na zakodowaniu przykładu problemu za pomocą nici DNA i manipulowaniu nimi za pomocą klasycznych narzędzi biologii molekularnej w celu symulacji operacji, które wyodrębnią rozwiązanie problemu, jeśli jest , istnieje. "
W komputerze DNA informacja jest zakodowana w postaci łańcuchów DNA. Podobnie jak zwykłe komputery, składa się z bramek logicznych, te jednak są oparte na enzymach. Enzymy te powodują reakcje chemiczne między łańcuchami a ich wynik stanowi nową informację. Komputer taki jest probabilistyczny wynik każdego działania otrzymujemy jedynie z pewnym prawdopodobieństem
Również służy do wykrywania zanieczyszczeń w wodzie pitnej czy też monitorowania poziomu cukru w organizmie.
Komputer DNA może być stosowany do identyfikacji wirusów lub znajdowania mutacji w materiale genetycznym. Można go używać w roztworach chemicznych i w żywych organizmach, co może umożliwiać diagnozę i leczenie nawet na poziomie pojedynczych komórek.
Automat Shapiry jest molekularną implementacją automatu złożonego z 2 stanów i operującego na 2 literach. Można by zapytać, czy tak prosty model może mieć jakieś praktyczne zastosowanie? Jeżeli weźmiemy pod uwagę fakt, że w takim automacie można zdefiniować 255 różnych zestawów przejść, to w połączeniu z 3 różnymi konfiguracjami stanów końcowych (S0 lub S1, lub S0 i S1), daje w rezultacie możliwość implementacji 765 programów. A to już jest niemało. W modelu Shapiry założono, że każdy symbol wejściowy kodowany jest na 6 parach nukleotydów (szczegóły na marginesie). Molekuła wejściowa określa stan początkowy automatu oraz sekwencję wejściową. Architekturę danego automatu tworzy zestaw molekuł reprezentujących przejścia automatu, wybrany z grupy 8 możliwych przejść automatu dwustanowego. Dodatkowo dostępne są dwie molekuły wyjściowe, zadaniem których jest rozpoznawanie osiągnięcia przez automat stanu końcowego. Kodowanie molekuł uwzględnia miejsce cięcia restryktazy FokI.
Obliczenia rozpoczynają się w momencie zmieszania molekuły wejściowej, molekuł reprezentujących przejścia automatu oraz restryktazy FokI. Przedstawimy przykładowe działanie automatu z rysunku akceptującego słowo wejściowe abbab. Oto jak zakodowany zostaje stan początkowy i ciąg wejściowy: (Dane wejściowe. Kolorem zaznaczono miejsca, w których zakodowane są dwie litery a ze słowa abbab.
Co więcej, ów komputer praktycznie nie potrzebuje żadnej energii zewnętrznej dla swego działania, gdyż dostarczają jej same cząsteczki DNA biorące udział w obliczeniach.
Inne, przykładowe działania restryktazy Foki
Add more pages into any topic
W 2003 r. naukowcy z Uniwersytetu Columbia i Uniwersytetu Nowego Meksyku skonstruowali komputer MAYA, który potrafił grać w kółko i krzyżyk[5]. Składał się z 23 bramek DNA rozmieszczonych w próbówkach oznaczających 8 zewnętrznych pól planszy do gry. Przebieg gry wyglądał następująco:
Ruch człowieka polegał na dodaniu jednego z ośmiu DNA do każdego z pól. Każdy rodzaj DNA miał inną sekwencję i oznaczał wybór innego pola w grze.
W wyniku reakcji wewnątrz pól, bramki wywoływały fluorescencję odpowiedniego pola, co oznaczało ruch komputera.
Pierwszy ruch w grze należał do komputera i wykonywał go zawsze w centralnym polu.
Drugi ruch człowieka ograniczony był tylko do dwóch pól: górnego i środkowego w lewej kolumnie.
Istnieje 19 możliwych scenariuszy tej gry. W żadnym komputer nie przegrywał.
Informacja o pierwszym komputerze DNA pojawiła się 28 marca 2002 r. w magazynie Nature. Został on skonstruowany pod kierunkiem Ehuda Shapiro w Instytucie Weizmanna. Spełniał wymogi automatu skończonego. Był on wyposażony w prosty moduł wejścia i wyjścia i mógł diagnozować komórkę nowotworową i podawać jej lek.