Kuidas DNA Molekulidele Raamatut Printida

Kuidas DNA Molekulidele Raamatut Printida
Kuidas DNA Molekulidele Raamatut Printida

Video: Kuidas DNA Molekulidele Raamatut Printida

Video: Kuidas DNA Molekulidele Raamatut Printida
Video: Kuidas näha iseenda DNA-d? TÜ molekulaar- ja rakubioloogia instituudi projekt "Rändav Bioklass" 2024, Aprill
Anonim

Kaasaegsed protsessorid ja mikroskeemid põhinevad ränil. Hoolimata asjaolust, et protsessorite arvutusvõimsus kasvab, on see piiratud selle materjali võimalustega, jõuavad teadlased varem või hiljem lähedale punktile, kus edasine kasv on võimatu. Mikrolülituste ja protsessorite loomiseks on paljulubavam materjal DNA molekulid, 1 cm3 mahutab nii palju molekule kui vaja 10 TB teabe salvestamiseks.

Kuidas DNA molekulidele raamatut printida
Kuidas DNA molekulidele raamatut printida

Erinevate riikide teadlased otsivad võimalust kasutada DNA molekuli kolossaalseid võimalusi inimese huvides. 2010. aastal saavutas esimese edu bioloog Craig Venteri uurimisrühm, kes suutis kodeerida sünteetilise bakteri geenidesse vesimärgi, mille suurus oli 7920 bitti.

2012. aastal purustasid selle rekordi Harvardi teadlased George Churchi juhtimisel - nad kirjutasid DNA-molekulile terve raamatu, milles oli 43 400 sõna, koos 11 pildi ja JavaScripti programmiga (kogu teabe maht 5,27 miljonit bitti). Andmete ohutuse tagamiseks kasutasid arendajad keemiliselt sünteesitud molekule. Elusrakud pole selleks sobivad, kuna nad saavad mõned fragmendid ise eemaldada.

Kogu teave jagati 96-bitiste andmeplokkideks, bittivoo aadressid olid 19 tähemärki. Selliseid plokke oli raamatus 54 898 ja kumbki registreeriti eraldi DNA ahelas. Kõiki plokke hoiti üksteisest füüsiliselt eraldi.

Spetsialistid pidid looma oma digitaalse kodeerimissüsteemi (mõned aminohapped loeti nullideks ja teised ühedeks), kuna olemasolevad süsteemid ei sobinud ühel või teisel viisil. Kaasaegsetes arvutites on kasutusel binaarne loogika, mis koosneb kahest olekust ja DNA molekulis on ketis ühendatud neli alust: adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C) ja tümiin (T).

Andmeid DNA molekuli kohta saab säilitada väga kaua - kuni mitu tuhat aastat. Vaatamata DNA molekulide ilmsetele eelistele on neil bioloogilistel "mälukaartidel" palju puudusi. Peamine raskus seisneb selles, et salvestatud teavet saab dekodeerida ja teksti "lugeda". Harvardi grupi tulemus osutus suurepäraseks: 5,27-megabitises failis oli ainult kaks viga.

Soovitan: