Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Japońscy naukowcy twierdzą, że stworzyli pierwsze sztuczne DNA. W datowanym na 23 lipca Journal of the American Chemical Society Masahiko Inouye wraz ze współpracownikami z University of Toyama informuje o zbudowaniu stabilnej sztucznej nici DNA.

Jeśli rewelacje Japończyków się potwierdzą, to ich odkrycie doprowadzi do powstania całej serii nowych materiałów, umożliwi też zbudowanie komputerów opartych na DNA.

Obliczenia oparte na DNA wykorzystują cały kwas dezoksyrybonukleinowy jako "sprzęt", a poszczególne białka to "programy". Zachodzące reakcje służą do przeprowadzania obliczeń.

Prototypowe komputery z DNA już powstają, jednak dopiero stworzenie sztucznego DNA umożliwi postęp prac nad nimi, gdyż specjaliści będą mogli dowolnie je projektować, w zależności od przewidywanych zastosowań. Takie komputery będą nie tylko niezwykle małe, ale również bardzo wydajne. Olbrzymią zaletą DNA jest również fakt, iż może ono przechowywać olbrzymią ilość informacji. Pół kilograma kwasu dezoksyrybonukleinowego wystarczy, by zapisać w nim dane zawarte na wszystkich obecnie wykorzystywanych dyskach twardych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Moim zdaniem nazywanie tego "pierwszym sztucznym DNA" to skrajne nadużycie. Synteza całkowicie sztucznych nici DNA jest możliwa od kilkudziesięciu lat.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W datowanym na 23 lipca Journal of the American Chemical Society...

News sprzed prawie roku, czy z przyszłości?

Share this post


Link to post
Share on other sites
W datowanym na 23 lipca Journal of the American Chemical Society...

News sprzed prawie roku, czy z przyszłości?

Bardzo często wstępna informacja o odkryciu jest publikowana znacznie wcześniej w internecie, a dopiero później w czasopismach fachowych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Moim zdaniem nazywanie tego "pierwszym sztucznym DNA" to skrajne nadużycie. Synteza całkowicie sztucznych nici DNA jest możliwa od kilkudziesięciu lat.

 

Nie tylko możliwa, ale też realizowana na skalę półprzemysłową. Toteż podejrzewam, że w artykule chodzi o coś innego - pewnikiem o tę stabilność. 23 lipca powinno się to wyjaśnić.

Share this post


Link to post
Share on other sites
podejrzewam, że w artykule chodzi o coś innego - pewnikiem o tę stabilność.

DNA nie należy do mało stabilnych związków. Znosi całkiem nienajgorzej temperatury w zakresie szerszym niż dla elektroniki, podobnie zmiany wilgotności. Nie bardzo rozumiem tego newsa i chętnie do niego wrócę po 23.07.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A, chyba, że o tym mówisz. Z drugiej jednak strony, nie tak trudno je ochronić. Ołowiana puszka i szczelne naczynie załatwiają sprawę. Jeżeli nowe nici nie będą syntetyzowane, wówczas błędy polimerazy także odpadają. Ale dobra, koniec ze spekulacjami, czekam na konkrety :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

A czy taki komputer będzie klasyfikowany jako maszyna czy jako organizm?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Największym chyba problemem z tymi bionicznymi komputerami będzie czas dostępu do danych. Tu przecież wszystko opiera się na reakcjach chemicznych. Aby te przebiegały szybko potrzebne są konkretne enzymy. Jak miałby wyglądać taki komputer? Probówka z kabelkami?

To wymaga podejścia do informatyki od strony chemii organicznej.

BTW, mikroos, ołów chyba nie przyjaźni się z organiczną :) I nici raczej muszą być syntetyzowane. Jak inaczej zmienić dane już istniejące? Nie jest łatwo wyciąć kawałek DNA i wstawić inny. Wektory wirusowe mogłyby coś zdziałać.

Polecam http://pl.wikipedia.org/wiki/Komputer_DNA

Share this post


Link to post
Share on other sites
BTW, mikroos, ołów chyba nie przyjaźni się z organiczną :)

Ale co ma jedno do drugiego? Przecież puszkę można czymkolwiek powlec od wewnątrz ;) Myślę, że takie niuanse naprawdę można pominąć, bo to nie jest trudne do obejścia.

 

I nici raczej muszą być syntetyzowane. Jak inaczej zmienić dane już istniejące?

Zgadzam się (choć można odpowiednio manipulować DNA np. z użyciem enzymów restrykcyjnych), ale, z drugiej strony, w tej notce także nie ma nic na temat zmiany sekwencji istniejącej nici. Mamy zbyt mało danych, żeby je oceniać.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chodzi o użycie innych zasad azotowych, tu jest ładnie rozrysowane:

http://www.sciencedaily.com/releases/2008/07/080707091915.htm

Połączenia pomiędzy parami powinny mieć podobną siłę, ale pewnie te zmiany wpłyną na konformacje całej nici.

Problem w tym, że normalne enzymy będą raczej nie będą z tymi zasadami kompatybilne...

 

Odnośnie komputerów DNA...

To raczej nie są komputery które mają szybko działać w czasie rzeczywistym - syntetyzujemy duże ilości materiału pod konkretny problem z konkretnymi danymi i mieszamy korzystając z olbrzymiej równoległości ... na końcu sprawdzamy czy np. dany fragment jest odsłonięty - w każdym razie wszystko jest bardzo czasochłonne i raczej daje rozwiązania z pewnym prawdopodobieństwem.

 

Czy natomiast mogą zwiększyć możliwości takich komputerów...?

Żeby tak było, musielibyśmy raczej używać ich razem ze 'starymi' zasadami ... tylko jak jest z ich interakcją? W celach obliczeniowych powinna być bardzo jednoznaczna, z czym myślę że będzie problem.

Moooooże udałoby się w ten sposób poprawić trochę stałe złożoności, ale uważam że jest to raczej tylko ciekawostka, pokaz siły. Lepiej się teraz skupić na tym co już mamy - dobrze zrozumieć narzędzia dane przez naturę narzędzia i rozbudować zupełnie nowe, stochastyczne podejścia do algorytmiki.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 1828 roku Friedrich Wöhler, syntetyzując mocznik, dowiódł, że substancje organiczne można wytwarzać w laboratorium. Po niemal dwustu latach zbliżamy się do punktu, w którym będziemy potrafili stworzyć sztuczne życie. Funkcjonujące, syntetyczne białka, jakie stworzyli naukowcy z Princeton University, są milowym krokiem na tej drodze.
      Dwadzieścia różnych aminokwasów tworzy około stu tysięcy protein, jakie funkcjonują w naszych organizmach. Każda proteina wytwarzana jest dzięki ekspresji określonej sekwencji genów, to właśnie białka, jak trybiki w maszynie, tworzą mechanizm naszych komórek i całego organizmu. Dlaczego jest ich tylko sto tysięcy, choć możliwości ich tworzenia są nieskończone?
      Czego nie stworzyła natura w drodze ewolucji, postanowił stworzyć profesor Michael Hecht ze swoim zespołem, który na co dzień zajmuje się poznawaniem i rozszyfrowywaniem molekularnych mechanizmów działania komórek i całych żywych organizmów - czyli białek. Chciał sprawdzić, czy proteiny nigdzie nie występujące w naturze, zaprojektowane w laboratorium, będą w stanie funkcjonować w żywych komórkach. Zespół rozpoczął od stworzenia „biblioteki" syntetycznych, skomplikowanych, trójwymiarowych protein. Stworzono ich jeden milion, wszystkie niewidziane w naturze. Pozostało je sprawdzić.
      Laboratoryjne doświadczenia przeprowadzano na hodowlanych szczepach bakterii, które pozbawiano genów kodujących wybrane białka, konieczne do przeżycia w określonych okolicznościach (np. ograniczonego dostępu do pożywienia) - bez nich bakterie powinny zginąć. Zamiast nich wstawiano bakteriom sekwencje DNA - również zaprojektowane w laboratorium - kodujące syntetyczne białka z „biblioteki". Jeśli nowe białko nie sprawdziłoby się - bakterie powinny zginąć. Okazało się jednak, że w wielu przypadkach bakterie z „przeszczepionym" DNA, kodującym syntetyczne proteiny, żyły i rozmnażały się w najlepsze.
      Oto mamy tutaj molekularną maszynerię, która poprawnie funkcjonuje w żywym organizmie, mimo że została zaprojektowana od zera i stworzona z równie sztucznych genów - mówi Michael Hecht. - To oznacza, że molekularne elementy życia nie muszą się ograniczać do tych genów i protein, które już istnieją w naturze.
      Podmiana w organizmach żywych genów na pochodzące od innych gatunków to już niemal rutyna, ale nigdy nie próbowano zaprojektować ich sztucznych odpowiedników. To w istocie ogromny krok w biologii syntetycznej - skoro możemy zaprojektować jeden element, możemy też inne, a skoro tak, to możemy zaprojektować cały żyjący organizm. Droga do syntetycznej komórki jest może jeszcze długa, ale już w naszym zasięgu.
      Fundusze na badania pochodziły z National Science Foundation, a praca ukazała się w Public Library of Science ONE.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Biologiczne komputery wykonane z DNA i innych molekuł, istnieją w wysoce wyspecjalizowanych laboratoriach. Potrafią wykonywać coraz bardziej skomplikowane zadania, ale ich obsługa nie jest prosta.
      Badacze z izraelskiego Instytutu Weizmanna stworzyli właśnie przyjazny użytkownikowi komputer biologiczny, który jest w stanie dokonywać skomplikowanych obliczeń.
      Pierwsze autonomiczne programowalne urządzenie wykorzystujące DNA powstało w 2001 roku w Instytucie Weizmanna, a jego twórcami byli profesor Ehud Shapiro wraz z zespołem. Niewielka molekuła, biliony razy mniejsza od kropli wody, była w stanie wykonać proste operacje, takie jak np. porównanie listy zer i jedynek i stwierdzenie, czy ich liczba była sobie równa.
      W 2004 roku ulepszona wersja komputera wykryła w próbce komórki rakowe i uwolniła molekuły, które je zniszczyły. W przyszłości takie biokomputery mogą być wstrzykiwane do ciała pacjenta, gdzie będą wykrywały choroby i je zwalczały.
      Teraz profesor Shapiro wraz z doktorantami Tomem Ranem i Shaiem Kaplanem poinformowali o skonstruowaniu biokomputera, zdolnego do "myślenia". Potrafi on dedukować, na zasadzie zaproponowanej przez Arystotelesa, wykorzystując operatory "jeśli", "to". Innymi słowy, gdy biokomputer otrzyma zbiór zasad, np. "Wszyscy ludzie są śmiertelni", "Sokrates jest człowiekiem" to prawidłowo odpowie na pytanie "Czy Sokrates jest śmiertelny".
      Biologicznemu komputerowi wgrano całą serię zasad i zadawano skomplikowane pytania. Wszystkie uzyskane odpowiedzi były prawidłowe.
      Jednocześnie Shapiro i jego zespół opracowali kompilator, który "tłumaczy" dane pomiędzy wysokimi językami programowania a kodem używanym do programowania DNA. Biokomputer został zbudowany z licznych nici DNA, które reprezentowały poszczególne zasady, dane i zapytania. Część z nici wyposażono w rodzaj lampy błyskowej emitującej zielone światło. I to właśnie w odpowiednich błyskach światła zakodowane były odpowiedzi. Całą bazę danych dla biokomputera umieszczono w kroplach wody.
×
×
  • Create New...