Hogyan Lehet Kinyomtatni Egy Könyvet A DNS-molekulákról

Hogyan Lehet Kinyomtatni Egy Könyvet A DNS-molekulákról
Hogyan Lehet Kinyomtatni Egy Könyvet A DNS-molekulákról

Videó: Hogyan Lehet Kinyomtatni Egy Könyvet A DNS-molekulákról

Videó: Hogyan Lehet Kinyomtatni Egy Könyvet A DNS-molekulákról
Videó: Szőnyi Éva: Hogyan születik és gyarapodik egy könyvtár? (Mindenki Akadémiája) 2024, Lehet
Anonim

A modern processzorok és mikrokapcsolatok szilíciumon alapulnak. Annak ellenére, hogy a processzorok számítási teljesítménye növekszik, ezt az anyag képességei korlátozzák, előbb-utóbb a tudósok közel kerülnek ahhoz a ponthoz, ahol a további növekedés lehetetlen lesz. A mikrokapcsolók és processzorok létrehozásához ígéretesebb anyag a DNS-molekula, 1 cm3 annyi molekula tárolható, amennyire 10 TB információ tárolásához szükség van.

Hogyan lehet kinyomtatni egy könyvet a DNS-molekulákról
Hogyan lehet kinyomtatni egy könyvet a DNS-molekulákról

Különböző országok tudósai lehetőséget keresnek arra, hogy a DNS-molekula hatalmas képességeit felhasználhassák az ember érdekében. 2010-ben az első sikert Craig Venter biológus kutatócsoportja érte el, amelynek sikerült egy vízjelet kódolnia egy szintetikus baktérium génjeiben, amelynek mérete 7920 bit volt.

2012-ben ezt a rekordot megdöntötték a Harvard tudósai, George Church vezetésével - egy 53 400 szóból álló könyvet írtak egy DNS-molekulára, 11 képpel és JavaScript programmal (az összes információmennyiség 5,27 millió bit). Az adatok biztonsága érdekében a fejlesztők kémiailag szintetizált molekulákat használtak. Az élő sejtek nem alkalmasak erre, mivel néhány fragmentumot önmagukban is eltávolíthatnak.

Minden információt 96 bites adatblokkokra osztottunk, a bitfolyam címe 19 karakter hosszú volt. 54 898 ilyen blokk volt a könyvben, és mindegyiket külön DNS-szálon rögzítették. Az összes blokkot fizikailag elkülönítettük egymástól.

A szakembereknek saját digitális kódolási rendszert kellett létrehozniuk (egyes aminosavakat nullának számítottak, másokat pedig egyeknek), mivel a meglévő rendszerek sem így, sem úgy nem illettek. A modern számítógépekben a bináris logikát alkalmazzák, amely két állapotból áll, és a DNS-molekulában négy bázis van összekapcsolva egy láncban: adenin (A), guanin (G), citozin (C) és timin (T).

A DNS-molekulára vonatkozó adatok nagyon sokáig - akár több ezer évig - tárolhatók. A DNS-molekulák nyilvánvaló előnyei ellenére ezek a biológiai "memóriakártyák" számos hátránnyal járnak. A fő nehézség abban rejlik, hogy dekódolhatjuk a tárolt információkat és "elolvashatjuk" a szöveget. A Harvard-csoport eredménye nagyszerűnek bizonyult: az 5.27 megabites fájlban csak két hiba volt.

Ajánlott: