četvrtak, 15.04.2021. ✝ Vеrski kalеndar € Kursna lista
ponedeljak, 06.10.2008. u 22:00 Stanko Stojiljković

Bakterija računar

Ni izdaleka ne podseća na vaš računar na stolu ili u krilu, elektronskoj mašini utemeljnoj na silicijumu, ali naučnici su nešto nalik tome sklopili – kružni komadić DNK (zvan plazmid) ubacili su u živu bakteriju i naterali je da razreši matematičku zagonetku razvrstavanja. Kompjuter je, da podsetimo, svaka skalamerija koja čita ulazne podsticaje i izbacuje izlazne u čitljivom obliku.

Malčice genetski izmenjena bakterija ešerihija koli (Escherichia coli) primorana je da uspešno raspetlja poznatu matematičku zagonetku nazvanu „zagorele palačinke”. Naučnici smatraju da su to prvi nagoveštaji budućih „živih računara” koji će biti od koristi u skladištenju podataka, evolucionim upoređivanjima i, čak, inženjerstvu tkiva.

U matematičkoj mozgalici (problem) „palačinke” različitog obima naslagane su nasumice – s pregorelom ili valjano ispečenom stranom odozgo, a traži se da se s najmanje preokretanja poređaju po veličini i da izgorela površina bude okrenuta nadole. Zadatak obuhvata prevrtanje jedne ili više, istim licem okrenute prema redosledu veličine.

Dva biliona ishoda

Poznato je da svako dodavanje još jedne pečene poslastice naglo usložnjava ređanje – već sa 11 postaje veoma zapetljano, kao što se umnožavaju nalozi kompjuteru u „Autostoperskom vodiču kroz galaksiju”. Sa šest mogući broj ishoda iznosi 46.080, a sa 12 maltene nezamisliva – dva biliona! (Ukoliko imate uređenje s 11 ili 12 „DNK palačinki”, da bi isti cilj dostigli uobičajeni računari trebalo bi da izračunavaju mesecima bez prestanka). Svako ko pokuša da razmrsi ovo misaono klupko, na kraju zaboravi s kakvom se pitalicom suočio na početku.

Uprkos tolikoj složenosti poduhvata, bakterija je u stanju da nadmaši uobičajeni računar.

U članku nedavno objavljenom u „Časopisu biološkog inženjerstva” opisana je prednost bakterijskog pristupa u kojem poznati enzim Hin invertaza iz salmonele (Salmonella) svaki put rascepi DNK kada prepozna naročiti (specifičan) odsečak od 22 slova. I ne samo to: obrne ih za 180 stepeni i ponovo spoji. Zamislite kao da imate u ruci lopaticu kojom preokrećete palačinke i slažete ih jednu na drugu!

Da bi izveli osam mogućih ishoda prevrtanja dve „DNK palačinke”, istraživači su pomenuti enzim i odsečke DNK ubacili u bakteriju da ih prepozna, stvorivši 100 različitih sastojaka DNK i posrednika u postupku. U prirodi enzim (Hin invertaza) može da odseče i okrene pojedinačni odsečak DNK, a u ogledu jedan komadić i susedni ili oba u isto vreme. Kada su ispravno poređani i usmereni, komadići DNK s primesama podešeni su da obnove gen bakterije koja nastavlja da se razmnožava, čak i ako je izložena antibiotiku tetraciklinu.

Sledeća naučna nepoznanica jeste pronaći ključ za znatno više poslaganih palačinki – različne boje izmenjene ili preživele bakterije, na primer – kada je postignuto pravo spajanje u mnoštvu mogućnosti.

Bakterije su u stanju, u teorijskom smislu, da razmrse svaki problem koji se može preobratiti u tzv. preokrenuto razvrstavanje, uključujući zagonetku iz evolucione genomike da li su dve vrste u naslednoj vezi (genetski povezane). Takvo pregnuće iziskuje da se razume kako su se delići DNK preuredili i preusmerili u proteklim molenijumima.

Bakterijski orkestar

Kudikamo zahtevniji je pokušaj da se mikroorganizmi učine skladištima podataka sabijanjem delića DNK. Zamislite li da je usmerenje napred „jedinica”, suprotno je „nula”, dobili ste binarni kôd ili utemeljenjenje kompjuterskog šifrovanja. Imajući u vidu da enzim (Hin invertaza) nasumično izokreće DNK, naučnici se pitaju šta uraditi s razbacanim odsečcima da postanu bitovi podataka.

Najnoviji rezultati nagovešćuju da je moguće podučiti žive ćelije da obave izvesne zadatke računanja, iako su proučavanja tek u povoju. Kao u doba vakuumskih lampi u poređenju s današnjim elektronskim računarima. Shvatiti kako biološki sastojci pristaju jedni uz druge u obrazovanju većih i složenih sklopova odrediće brzinu sazrevanja novog istraživačkog područja. Umesto s dve ili tri, barataće se s 20 ili 50. Zamislite mnoštvo bakterija koje, kao orkestar, odgovaraju u isti glas.

Ovo istraživanje utire stazu „pametnim biološkim napravama” koje su u stanju da otkrivaju opasne materije ili bioterorističke hemikalije, jer bakterije imaju izvanrednu sposobnost da „osete” molekule u životnoj sredini. Isto biološko svojstvo mikroorganizama može se upregnuti za stvaranje novog tkiva, kao što je obnavljanje oštećene kičmene moždine, ili za izradu svakojakih korisnih sprava.

Srodnim zahvatom primorane su ćelije sisara da menjaju svoj oblik, podstičući udaljene da stvaraju nove. Ali dalek je dan kada će naučnici raspolagati sličnim priborom da bi se bavili prekrajanjem tkiva (inženjerstvo tkiva) za svkodnevne potrebe.

Komеntari0
0a05e
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.

Komentar uspešno dodat!

Vaš komentar će biti vidljiv čim ga administrator odobri.

logo

Ovaj veb sajt koristi kolačiće

Sajt politika.rs koristi kolačiće u cilju unapređenja usluga koje pruža. Prikupljamo isključivo osnovne podatke koji su neophodni za prilagođavanje sadržaja i oglasa, nadzor rada sajta i aplikacije. Podaci o navikama i potrebama korisnika strogo su zaštićeni. Daljim korišćenjem sajta politika.rs podrazumeva se da ste saglasni sa upotrebom kolačića.

Prijavitе sе na našu mailing listu

* Obavеzna polja