Computație Biomoleculară prin ADN sintetic

Computerizarea ADN este o ramură a informaticii care folosește ADN, biochimie și biologie moleculară de tip hardware, în loc de tehnologiile tradiționale pe bază de siliciu. Cercetarea și dezvoltarea în acest domeniu se referă la teorie, experimente și aplicații ale informatizării ADN.

Conceptul de calcul al ADN-ului a fost introdus pentru prima dată în 1994. Tratează „biochipurile” din ADN care sunt capabile să efectueze miliarde de calcule simultan, înmulțindu-se în număr. Cu alte cuvinte, un computer ADN crește pe măsură ce calculează.

Într-o dezvoltare recentă, cercetătorii de la Universitatea din Manchester au arătat că crearea acestui computer conceptual este posibilă în viața reală.

Intel se luptă să crească viteza procesoarelor lor din cauza limitărilor legii lui Moore. Ceilalți producători de procesoare lucrează din greu pentru a bate recordurile de viteză. Nu neagă faptul că cercetătorii și oamenii de știință trebuie să caute alternative de siliciu pentru calcularea mai rapidă. Calculatoarele pe bază de siliciu au un număr finit de procesoare și, astfel, capacitățile lor sunt, de asemenea, finite.

Ce este un computer ADN? Cum funcționează? 

Mult timp în 1994, conceptul de calcul cu ADN a fost propus pentru prima dată să facă calcule mai rapid chiar și cu o mică amprentă. Punctul culminant principal a fost capacitatea de a se multiplica și de a efectua numeroase calcule simultan. Cu alte cuvinte, spre deosebire de un computer normal care efectuează calcule una după alta, un computer ADN face acele calcule simultan, făcând mai multe copii ale acestuia.

Revenind la introducerea conceptului de calcul ADN în 1994, a fost inventat de celebrul criptograf Leonard Adleman, care a folosit ADN-ul pentru a rezolva problema „vânzătorului călător”. Problema urmărea să afle cea mai scurtă rută între un număr de orașe parcurgând fiecare oraș o singură dată. Adleman a arătat că miliarde de molecule dintr-o picătură de ADN aveau atât de multă putere de calcul încât pur și simplu pot depăși siliciul și computerele umane puternice.

În experimentul său, șuvițele ADN-ului reprezentau 7 orașe. Secvențele alfabetelor genetice A, T, C și G au reprezentat orașele și calea. După aceasta, când moleculele de ADN au fost amestecate într-o eprubetă, unele catene de ADN s-au lipit și lanțurile de catene au fost răspunsurile posibile. Folosind unele reacții chimice, moleculele greșite au fost eliminate. Puteți citi mai multe despre procesul în detaliu în această lucrare scrisă de însuși Adleman.

Aceste molecule de ADN sunt capabile să stocheze miliarde de ori mai multe date în comparație cu dispozitivele de stocare tradiționale. Datorită disponibilității abundente de ADN, este o resursă ieftină. De asemenea, un computer ADN va avea dimensiuni ecologice și compacte.