Računalniki DNK se približujejo

V zadnjem času je DNK pritegnila vse več pozornosti kot alternativo tradicionalnim pogonom. Njegove prednosti v svoji zmogljivosti: na primer, Evropska organizacija za jedrske raziskave (CERN), ki upravlja z zloglasnim Velikim hadronskim trkalnikom, letno proizvede 15 petabajtov informacij. Koliko trdih diskov ali CD-jev ali magnetnega traku lahko računate sami. Vendar pa bo DNK za to potreboval le približno 7 gramov - razen če seveda uporablja metodo kodiranja, ki jo je predlagala skupina raziskovalcev iz Evropskega laboratorija za molekularno biologijo v Heidelbergu (EMBL, Nemčija)..

Na splošno smo pred kratkim poročali o revolucionarnem delu strokovnjakov iz Harvarda (ZDA), ki vam omogoča zapisovanje informacij v DNK brez sodelovanja žive celice. V svojih poskusih so znanstveniki iz EMBL delovali na isti količini informacij kot Harvardi - približno 5,2 milijona bitov. Kakšna je razlika med obema načinoma? V tehnologiji kodiranja. Harvardski znanstveniki so uporabili preprosto kodo, v kateri so različne baze DNA ustrezale ničli (adenin in citozin) ali eni (gvanin in timin). Ta metoda je pogosto povzročila nastanek dolgih fragmentov, sestavljenih iz ene črke, in zaporedje stroja na takšnih monotonih delih je nagnjeno k napakam, kar pomeni, da obstaja oprijemljivo tveganje za izkrivljanje informacij..

Raziskovalci EMBL so zapletli kodo tako, da vsak bajt (za katerega je znano, da je osem bitov) ustreza določeni "besedi" petih osnovnih črk (na primer AASTT). Poleg tega so celotno paleto informacij razdelili v prekrivajoče se fragmente DNK s 117 nukleotidi (ki so po izvirnem delu vsebovali tudi naslov tega posebnega podatka). Vzajemno prekrivanje je omogočilo preverjanje napake, določanje položaja fragmenta informacij glede na ostale tri. Z drugimi besedami, ustvarjen je bil informacijski kontekst, ki omogoča pravilno branje besede, tudi če je zaradi napake prišlo do določene dvoumnosti. Na primer, beseda "lok" lahko obstaja na enakopravni podlagi z besedo "travnik", vendar kontekst ne bo povzročil napake: ne morete streljati z "travnika".

S to metodo so raziskovalci v DNK 154 naredili Shakespearove sonete, govor Martina Luthera Kinga »Imam sanje«, klasični članek Watsona in Cricka o strukturi DNA, fotografije osebja inštituta in opis metode za pretvorbo informacij v DNK. Po mnenju avtorjev dela v reviji Nature so lahko izvirne informacije iz DNK obnovili s 100-odstotno natančnostjo..

Mediji za shranjevanje, ki temeljijo na DNK, lahko postanejo ne samo bolj zmogljivi, ampak tudi zanesljivejši od običajnih trdih diskov in kompaktnih diskov. Na koncu je mamutova DNA ležala v hladni deželi 60 tisoč let in skoraj ni izgubila podatkov. Toda za zdaj je glavni problem s takšnimi manipulacijami informacij o DNK še vedno njihov visok strošek. Kodiranje DNA enega megabajta stane 12.400 $. Drugih 220 $ bo potrebno za odstranitev in vrnitev tega megabajta iz in v DNK. Vendar pa so raziskovalci sami prepričani, da bo metoda sčasoma postala cenejša in po pol stoletja bo mogoče, na primer, obdelati velike nize pomembnih, a redko uporabljenih informacij (kot so isti podatki iz LHC)..