|  | 2 апреля 2013 | Информационные технологии

Молекулярные ДНК-транзисторы - основа будущих биокомпьютеров

Молекулы ДНК


В современных кремниевых компьютерах вся обработка данных основывается на движении электронов, электрическом токе. Но ученые уже достаточно давно работают в направлении создания компьютеров, основанных на других принципах работы с информацией, в том числе и биологических компьютеров, которые, используя специальные химические реакции и биологические логические элементы, могут хранить и обрабатывать данные.

Группа исследователей в области биоинженерии из Стэнфордского университета опубликовала в журнале Science о создании транзистора, состоящего из молекул ДНК и РНК. Такой транзистор может стать основой будущих биокомпьютеров, которые будут в корне отличаться от современных компьютеров, используемые нами в повседневной жизни. У биокомпьютеров не будет никаких мониторов, клавиатур и прочих атрибутов привычных нам вычислительных систем, все вычисления, производимые этими биокомпьютерами, будут происходить внутри живых клеток, где также будет храниться обрабатываемая информация.

Дрю Энди, ведущий исследователь-биоинженер, пишет в официальном пресс-релизе: "Биологические компьютеры будут использоваться там, где нельзя использовать традиционную вычислительную технику. С помощью биокомпьютеров можно будет изучать и программировать различные живые существа, осуществлять мониторинг окружающей среды и, конечно, лечить множество заболеваний".

Следует напомнить, что в современной цифровой электронике транзисторы управляют потоками электронов, движущихся по цепям электрических схем. Наличие или отсутствие электрического тока эквивалентно значениям 1 и 0 двоичного кода, базовым единицам информации, которой оперируют современные компьютеры. Два транзистора формируют простейший логический элемент, который является именно тем, что позволяет компьютеру производить логические и математические операции. В чипах процессоров современных компьютеров находятся миллионы транзисторов, которые обеспечивают выполнения обширного набора функций, которые могут выполнять компьютеры.

Биологические транзисторы, разработанные Стэнфордской командой, используя наборы различных ферментов, работают за счет движения полимеразы РНК вдоль молекулы ДНК. Соединение таких биологических транзисторов, которые получили название "транскрипторы", в сложные цепи, по аналогии с электроникой, позволяет получить биологические логические элементы, способные хранить информацию и выполнять логические операции. Следует отметить, что транскрипторы являются третьим и последним типом биологических компонентов, необходимых для создания полноценного биологического компьютера.

Другие два компонента, которые позволяют кодировать и хранить информацию в виде последовательности молекулы ДНК, передавать информацию от одной клетки к другой, были разработаны той же группой ученых в прошлом году. Теперь у этих ученых имеются все три основных компонента и они вскоре собираются приступить к созданию своего биологического компьютера, который будет работать внутри живой клетки.

Управляя движением потока РНК, транскриптор может произвести биологический эквивалент логической 1 и 0. Исходными данными для обработки биологическим компьютером являются разнообразные физические и химические условия, возникающие внутри клетки вследствие воздействия на нее определенным химическим или лекарственным препаратом. Транскрипторы также могут служить и для усиления сигналов, подобно тому, как обычные транзисторы в радиоэлектронике используются для усиления радиосигналов. Такая функция транскрипторов может использоваться для усиления определенных генов, который заставляет клетку вырабатывать белки различных типов.

Все эти функции биологических компьютеров позволят осуществлять управление живыми клетками, что переведет область биотехнологий в разряд точных и определенных наук.




Ключевые слова:
Молекула, ДНК, РНК, Белок, Транзистор, Логический, Элемент, Биологический, Компьютер, Хранение, Обработка, Информация, Живая, Клетка

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создано "живое" программируемое биовычислительное устройство, основанное ...
  • Ученые превратили живые клетки в программируемые биокомпьютеры
  • Cello - язык, позволяющий программировать живые клетки
  • Живые клетки научились выполнять логические и арифметические операции.
  • Ученые создали базовые логические элементы из бактерий и ДНК.




  • 2 апреля 2013 06:20
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3857
    работают за счет движения полимеразы РНК вдоль молекулы ДНК

    Что-то я сомневаюсь, что такой процесс может происходить с высокой скоростью, а это означает, что быстродействие таких транзисторов крайне мало и биокомпьютер на их основе будет работать не быстрее первых программируемых калькуляторов типа Б3-28


    --------------------
        
    2 апреля 2013 06:42
    #2 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Цитата: FomaNeverujuwij
    не быстрее первых программируемых калькуляторов
    зато он сможет размножаться в питательной среде и их будут копировать пираты и лечить всех по дешевке и в комплекте китайский чип управления биороботами wink
        
    2 апреля 2013 12:04
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3857
    Цитата: volod
    он сможет размножаться в питательной среде


    биокомпьютерный вирус wink wink интересно, как будет выглядеть антивирус в таком случае?


    --------------------
        
    2 апреля 2013 14:09
    #4 Написал: pycha

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    спирт нас спасет)
        
    2 апреля 2013 15:35
    #5 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    У биокомпьютеров не будет никаких мониторов, клавиатур и прочих атрибутов привычных нам вычислительных систем

    А результаты "вычислений" будем узнавать по состоянию пациента smile .


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.