تبلیغات
بیوانفورماتیك,bioinformatics,بیوانفورماتیک - DNAكامپیوتر
بیوانفورماتیك,bioinformatics,بیوانفورماتیک
تنها پایگاه آموزش بیوانفورماتیک به زبان فارسی,www.ibp.ir,این ویلاگ زیر مجموعه پرتال بیوانفورماتیک ایرانیان میباشد به آدرس
جمعه 5 مرداد 1386

DNAكامپیوتر

جمعه 5 مرداد 1386

نوع مطلب :كامپیوتر dna، 

سلام

خوب یادمه از اون روزیكه شروع به كار با كامپیوتر كردم دیدم همه چیز طبق یك سیستم برنامه ریزی شده عمل میكنه و بدن ما هم مانند یك كامپیوتر، فوقع العاده درگیر سیكلهای مختلفی هست با ورود به دانشگاه این ایده در من تقویت شد و زمانی كه مطالعات خودم روبه سمت برنامه نویسی شیفت دادم متوجه یك نزدیكی فوق العاده بین نوكلئوتید های موجود در دی ان ای و صفر و یك های داخل كامپیوتر شدم با شوق زیاد قبل از اینكه توی اینترنت در این رابطه سرچ كنم یك  پروپوزا ل  نوشتم و دادم به یكی از اساتید برنامه نویسیمون ولی با یه نیش خند ردم كرد گفت دلت خوشه ها روی صفحه اول نوشته بودم "ذخیره و باز یابی اطلاعات در باكتری "این ایده رو توی ذهنم داشتم تا چند وقت پیش كه باز هم دست به كار شدم برای نوشتن برنامه ای كه با وارد كردن متن به این نرم افزار برنامه در خروجی توالی ژنوم بهتون تحویل میده در همین حین مقداری سرچ هم در این رابطه انجام دادم و چیزهای جالبی پیدا كردم و این پست رو قرار دادم تا این اطلاعات رو با شما دوستان در میان بگذارم  امید وارم این مطالب براتون جالب باشه ....

سال 1994 بود. دكتر لئونارد آدلمن، استاد رشته كامپیوتر دانشگاه كالیفرنیای جنوبی روی تختخواب خود دراز كشیده بود و كتاب بیولوژی ملكولی ژن، نوشته جیمز واتسون را مطالعه می‌كرد. ناگهان چیزی در ذهنش جرقه زد. كمی بیشتر فكر كرد. بله، سلول‌های انسان و رایانه‌ها در پردازش و ذخیره سازی اطلاعات تقریبا یكسان عمل می‌كنند. رایانه‌ها اطلاعات را در قالب رشته‌ای از یك و صفر ذخیره می‌كنند. موجودات زنده نیز اطلاعات را با مولكول‌های موسوم به A، T، C، G در یك DNA ذخیره می‌كنند. به عبارت دیگر DNA پتانسیل انجام عملیات محاسباتی و پردازش را دارد. در واقع DNA در شیوه ذخیره سازی اطلاعات ثابت روی ژن شما بسیار شبیه هارد دیسك عمل می‌كند و چنین بود كه ایده نسل جدیدی از رایانه‌ها شكل گرفت.

برای مطالعه بقیه مطلب در زیر بر روی ادامه مطلب كلیك كنید

  

آن جرقه كوچك در ذهن آدلمن به سرعت به یك پروژه جدی در مراكز تحقیقاتی و پژوهشی تبدیل شد. درواقع همه می‌دانستند كه با سرعت فعلی رشد صنعت چیپ سازی، رایانه‌های ترانزیستوری و سیلیكونی كه بیش از 40 سال است در مركز توجه جهان محاسبات قرار داشته‌اند. بزودی به انتهای خط خواهند رسید. چیپ‌ها كوچك‌تر و كوچك‌تر شدند و در هر 18 ماه تعداد قطعات الكترونیكی موجود روی چیپ دو برابر شد و سرعت چند برابر افزایش یافت، اما این مینیاتوری شدن چیپ ها و افزایش سرعتشان نهایت و حدی دارد و پس از آن متوقف خواهد شد، بنابراین توجه متخصصان به میلیون‌ها سوپر رایانه طبیعی موجود در موجودات زنده جلب شد و به كار روی نظریه آدلمن پرداختند.
ماشین‌ها و رایانه‌هایی نیز ساخته شده است. گرچه اگر به دقت نگاه كنید به جای رایانه تنها تیوپ‌های كوچكی می‌بینید كه آب دارند.
مسائلی كه در حال حاضر از سوی این رایانه‌ها حل می‌شوند بسیار ابتدایی و مقدماتی هستند و كودكان با كاغذ و قلم سریع‌تر به پاسخ می‌رسند، اما چیزی كه متخصصان را همچنان دلگرم نگه داشته است و آنها را به كار بیشتر روی این پروژه واداشته است. مزایایی است كه یك رایانه DNA خواهد داشت. DNA ارگانیسم سلولی است. بنابراین در همه موجودات زنده وجود دارد و همیشه یك منبع DNA در دسترس است. از طرف دیگر در دسترس بودن DNA باعث ارزان شدن آن به عنوان منبع ساخت رایانه می‌شود. همچنین بر خلاف مواد فعلی كه سمی و غیرقابل جذب در طبیعت هستند، DNA بخشی از محیط و موجود زنده است. از طرف دیگر اگر یك رایانه DNA را با یك رایانه امروزی مقایسه كنیم، نتایجی بسیار شگفت‌انگیز به دست می‌آوریم. رایانه‌های DNA بسیار كوچك‌تر از رایانه‌های امروزی هستند. در حالی كه حجم بسیار بیشتری از اطلاعات را می‌توانند در خود نگهداری كنند. یك پوند (453 گرم) DNA ظرفیتی بیشتر از تمامی رایانه‌های الكترونیكی ساخته شده دارد. از نظر قدرت محاسباتی نیز این رایانه‌ها با رایانه‌های فعلی قابل مقایسه نیستند. قدرت محاسباتی یك رایانه DNA با اندازه اشك چشم بیشتر از قوی‌ترین سوپر رایانه‌های جهان است.
" "
بیش از 10 تریلیون مولكول DNA در یك سانیتمتر مكعب جا می‌گیرد. با این حجم از DNA می‌توان 10 ترابایت (1000گیگابایت) اطلاعات را ذخیره كرد و 10 تریلیون محاسبه را در یك لحظه به انجام رساند.

" "

 برای اینكه قدرت پردازش و دخیره سازی این نوع رایانه برای شما بیشتر مشخص شود، مثال دیگری می‌زنیم. بیش از 10 تریلیون مولكول DNA در یك سانیتمتر مكعب جا می‌گیرد. با این حجم از DNA می‌توان 10 ترابایت (1000گیگابایت) اطلاعات را ذخیره كرد و 10 تریلیون محاسبه را در یك لحظه به انجام رساند، همچنین می‌توان گفت كه یك گرم DNA خشك شده كه تقریبا به اندازه نصف یك حبه قند است، می‌تواند اطلاعات یك تریلیون سی‌دی را در خود ذخیره كند.

 حالا متوجه شدید كه چرا دانشمندان وقت زیادی را صرف این ایده می‌كنند و می‌كوشند تا این نسل جدید را به واقعیت تبدیل كنند. اما مشكلاتی نیز وجود دارد. DNAها، همیشه آنطور كه انتظار می‌رود رفتار نمی‌كنند. پس یكی از مهم‌ترین مسائل متخصصان كنترل تولید و توسعه آنها برای دریافت نتایج دقیق از محاسبات است. یكی از متخصصان توانسته است رایانه‌ای را در سال 2001 به نام خود ثبت كند كه در یك قطره آب جای دارد و از مولكول‌های DNA و آنزیم‌ها به عنوان ورودی، خروجی، نرم‌افزار و سخت‌افزار استفاده می‌كند. در سال 2003 این دانشمند به كمك همكارانش یك منبع تغذیه نیز به رایانه‌اش اضافه كرد. این منبع، انرژی خود را از شكسته شدن مولكول‌های DNA تامین می‌كند. وی مطمئن نیست كه ژنتیك بتواند جایگزین سیلیكون شود. اما معتقد است كه این دو نسل به شیوه‌ای مسالمت آمیز و در كاربردهای مختلف، كنار هم زندگی خواهند كرد و آخرین خبر این كه در اواسط آگوست امسال( اواخر مردادماه) گروه دیگری از دانشمندان طی یك مقاله اعلام كردند كه رایانه‌ای ساخته‌اند كه مبتنی بر بیلوژیك است و برای انجام یك بازی با نام Tic-Tac Toe ( بازی xo در یك محیط 3x3 ) طراحی شده است. آنها معتقدند كه این رایانه هیچگاه این بازی را به انسان نمی‌بازد. به نظر می‌رسد استفاده هوشمند از رایانه‌های DNA آغاز شده است، اما آیا زمانی خواهد رسید كه من و شما به جای این رایانه‌های الكترونیكی از یك قطره آب برای انجام محاسبات استفاده كنیم؟