среда, 30.09.2020. ✝ Верски календар € Курсна листа
понедељак, 21.07.2008. у 22:00 Станко Стојиљковић

Претеча ДНК рачунара

Двострука завојница

Будући рачунари величине милионитог делића милиметра (нанометар) правиће се од вештачке дезоксирибонуклеинске киселине (ДНК). Први такав молекул који (пре)носи наследну лозинску живота склопили су малтене у целости јапански хемичари.
Уобичајено се ДНК описује као двострука завојница у виду двеју мајушних мердевина, једна око друге увијене, која надзире како ће сваки живи организам настати и владати се. Научници су годинама покушавали да начине вештачки умножак (копија) желећи да искористе задивљујућа својства ускладиштења података.

Другим речима, да дотични молекул натерају да обликује једноставна електронска кола.

Сама ДНК користи четири основне циглице, познате под називом базе (аденин, цитозин, гуанин и тимин), у изради упутства (кôд) за стварање протеина који су неизбежни у развићу и опстајању ћелија.

Други научници су раније измајсторисали ДНК молекуле с неколико вештачких састојака. Али је Масахико Иное са Универзитета Токио причврстио заједно четири вештачке базе унутар шећера, начинивши испреплетене две нити-степенице, необично постојане, које су веома наликовале природној дезоксирубонуклеинској киселини.

Билиони прорачуна

Јапански истраживач објашњава да јединствено хемијско устројство и чврстина наговешћује нечувене могућности у образовању нових биотехнолошких материјала. Вештачка ДНК ће се примењивати убудуће у ванћелијским генетским склоповима за чување информација.

Можете ли замислити веома моћан рачунар у капи воде, толико снажан и брз да изводи билионе (хиљаде милијарди) прорачуна у секунди?

Израелски научници су пре две године први у свету склопили такав од ензима и молекула ДНК (дезоксиробонуклеинска киселина је основна материја наслеђа – преношења особина с родитеља на потомке). У брзини је надмашио најбржи лични компјутер, чак, 100.000 пута!

ДНК компјутери имају, дакле, моћ да одједном обављају билионе (хиљаде милијарди) прорачунавања!

Гоидину дана раније истраживачи из Вајцмановог иститута у Реховоту, које је предводио Ехуд Шапиро, осмисли су програмабилну молекуларну рачунарску машину коју, уместо силицијумских мирочипова, покрећу молекули наслеђа и ензими, какве налазимо у свим живим створењима, па и у човеку. Сада су отишли корак даље: натерали су молекул ДНК да направицу снабедава улазним подацима и потребном енергијом.

У размерама брзине и величине, ДНК рачунари далеко надмашују данашње уобичајене компјутере. Узмимо за пример само да ДНК молекул (налази се у једру сваке ћелије) носи више информација у једном кубном сантиметру него хиљаду милијарди музичких компакт дискова (CD)! Једна супена кашика „рачунарске супе” зготовљене у Вајцмановом институту садржи око 15.000 билиона компјутера, а у енергетском погледу надмашује милион пута сваки ПЦ!

Путујући трговац

Да бисте лакше разумели, замислите ДНК као програм (софтвер), а ензиме као машину (хардвер) које сте ставили заједно у епрувету. Ови молекули ступају једни с другима у различите хемијске реакције, чији исход може да буде извршење неке једноставне операције. Научници му, у ствари, условљавају шта да уради тако што мењају сразмеру ДНК (софтверских) молекула. Признаћете да је то сасвим другачији приступ од онога како се понаша електрон у интегрисаном колу уобучајеног рачунара.

За голо око, наиме, ДНК компјутер изгледа као чиста вода у епрувети или петријевој шољи, у којој нема икаквих механичких састојака. Чак билион оваквих биомолекуларних справица стане у малу кап воде. Уместо приказивања на монитору, резултат се открива помоћу мерења дужине излазног ДНК молекула.

Једном када се смешају у течности, улазни подаци, софтвер и хардверски молекули обављају свој посао до завршетка без икакве интервенције.

Замисао да се ДНК искористи за складиштење и обраду података родила се 1994. године на Универзитету Јужна Калифорнија (САД). Професор Лионард Адлеман се на тај потхват одлучио после читања књиге нобеловца Џејмса Вотсона – „Молекуларна биологија и ген”. (Џејмс Вотсон и Френсис Крик су 1953. одгонетнули устројство ДНК). У суштини, ДНК слично чврстом диску чува сталне податке у вези са генима.

У чланку који је 1994. године објавио у часопус „Сајенс” Лионард Адлеман, кога називају „оцем ДНК рачунарства”, оцртао је како би ДНК могла да распетља један од најзамршенијих математичких проблема, назван „путујући трговац”. Чули сте, свакако, за задатак како пронаћи најкраћу путању од једног до другог града, а да ни у једном не боравите два пута. С додавањем градова, загонетка се експоненцијално усложњава.

Калифорнијски истраживач је смислио занимљив оглед у четири корака, избегавши да израчунавање препусти неком компјутеру или добром рачунџији са оловком у руци.

Коментари0
1fe80
Молимо вас да се у коментарима држите теме текста. Редакција Политике ONLINE задржава право да – уколико их процени као неумесне - скрати или не објави коментаре који садрже осврте на нечију личност и приватан живот, увреде на рачун аутора текста и/или чланова редакције „Политике“ као и било какву претњу, непристојан речник, говор мржње, расне и националне увреде или било какав незаконит садржај. Коментаре писане верзалом и линкове на друге сајтове не објављујемо. Политика ONLINE нема никакву обавезу образлагања одлука везаних за скраћивање коментара и њихово објављивање. Редакција не одговара за ставове читалаца изнесене у коментарима. Ваш коментар може садржати највише 1.000 појединачних карактера, и сматра се да сте слањем коментара потврдили сагласност са горе наведеним правилима.

Комeнтар успeшно додат!

Ваш комeнтар ћe бити видљив чим га администратор одобри.

Пријавите се на нашу маилинг листу

* Обавезна поља