[Blue Blood]

Genetik Bilgisayarlar

Bilgisayar teknolojisinde DNA temelli bilgisayarlar konuşuluyor. Bilimadamları gerçek insan genetik materyalini alıp yeni mikro işlemciler üretmekte kullanıyorlar. 10 trilyon DNA molekülü bir araya geldiğinde bir misket kadar yer kaplıyor. Tüm bu moleküller, eşzamanlı olarak data işleme kapasitesine sahipler. Bu da teorik olarak aynı anda o kadarcık bir alanda 10 trilyon işlem yapılması demek. Bu rakam, günümüzün en hızlı süper bilgisayarının hızından 10 kat fazla. Genetik bilgisayar, bazı hastalıkların yayılmasını durdurmak ve kökünü kazımakta da kullanılabilir. Gelecekte, insan vücuduna takılabilecek çiplerle de, hayal edilebilecek her şeyi gerçekleştirmek mümkün. Genetik bilgisayar yaratmak için en büyük uğraşı, biyotek şirketleri veriyor. Bu şirketlerde çalışan bilimadamları, içerisinde, alışılmış elektrik devreleri yerine DNA parçacıkları olan mikro işlemciler ürettiler. Bu çiplere mikro dizi deniyor ve içlerinde insan geni ile ilgili genetik bilgiler bulunduruyorlar.
Dünyanın dört bir tarafındaki araştırma kuruluşları da DNA temelli çipler ve bu çiplerle çalışan bilgisayarlar üzerinde çalışmaktalar. 1994'te Leonard Adelman adlı bir bilgisayar mühendisi, DNA'nın, bilgisayar problemlerinin çözümlenmesinde kullanılabileceği fikrini ortaya attı. Bugün bilimadamları DNA'nın yapısını ve işlevlerini daha iyi biliyorlar. DNA, temel olarak, bazı proteinleri sentezlemek ve üretimlerini bloke etmek yolu ile çalışıyorlar. Bilimadamları, bu iki farklı durumu binary kod ile özdeşleştirdiler. Başka bir ifade ile anlatmak gerekirse eğer DNA, proteini sentezlerse bu "1", eğer bloke ederse "0" anlamına geliyor. Bu proteinlerden yeteri kadar ekleyince silikon bir mikro işlemci gibi çalışacak bir çip üretilmiş oluyor.
DNA ile yapılan çalışmalar yanında Princeton Üniversitesi'nde görevli bilimadamları, RNA üzerine de araştırma yapmaya başladılar. RNA, DNA'yı kopyalayan moleküllere verilen ad. Bilimadamları bir satranç probleminin çözümünde RNA'yı kullandılar. Problemi, RNA'nın 10 bitlik dizisi içine şifreleyerek koydular. Sonra, RNA'dan 1 ve 0'lardan oluşan kombinasyonlar üretmesini ve bu kombinasyonları en doğru sonuçları verecek şekilde daraltmasını istediler. RNA, 43 doğru sonuç buldu.
Peki silikon temelli mikro işlemciler varken DNA ya da RNA temelli işlemci kullanmak neden? DNA işlemciler, ucuz, temiz ve kolayca bulunan biyomateryaller ile üretilebiliyor. Ayrıca daha dar alanda daha fazla bilgi depolayabiliyor. Biyokimyasal reaksiyonlar ile çalıştıkları için DNA birçok işlemi bir arada yapabilme avantajına da sahip.
Bilimadamları, silikon devrelerin sınırlarını aşmakta DNA'nın en iyi alternatiflerden biri olduğunu düşünüyorlar. DNA temelli bilgisayarlar konusunda yapılan araştırmalar esas bilgisayarın yani insan beyninin de nasıl çalıştığına ışık tutacak. Belki de bu çalışmaların sonucunda bilim kurgu kitaplarında okumaya alıştığımız birçok aygıt icat edilmiş olacak.

Kaynak: genbilim.com

[ThinkerBeLL]

DNA Bilgisayarları
Vikipedi, özgür ansiklopedi

DNA bilgisayarı, geleneksel silikon yapı bileşenleri yerine DNA ve moleküler biyoloji teknolojilerinden yararlanan yeni nesil bilgisayarlardır. Hacmi sadece 1 cm³ olan 1 gram DNA, 750 terabayt bilgi barındırabilir.

Tarihçe
Nörofizyologlar beynin gizemli mekanizmasını keşfedebilmek için ilk önce yaşamsal fonksiyonlarını nasıl yerine getirebildiğini çözebilmeyi hedeflediler. Algıların yanı sıra, öğrenme ve fonksiyonların gerçekleştiği beynin hippocampus bölgesinin bir protezinin yapılması hedeflendi.
1996’da biyomedikal mühendis Theodore W. Berger, hippocampusun aktivitesini üretebilen, özel olarak tasarlanmış bir DNA çipi üretti. Şimdi ise mikroelektrodlarla bu çipi beyin hücrelerine (neuron) bağlamayı hedefliyor. Berger, kendi kara kutusunu inşa ederek beyni kopya edebilmek ve hippocampusun her algısı karşılığında ürettiği cevabın kusursuz olarak aynısını üretebilmeye çalışıyor. Hippocampusun özel bir bölgesi olan ‘dentate gyrus’ dokusunun taklidi bu yolla yapılmış bulunuyor. Böylece beynin her bölümünün fonksiyonlarını yerine getirebilecek çiplerin yapılabileceği de kanıtlanmış oluyor. Bu yaklaşımı kullanarak gerçek nöronları ve gerçek beyin sistemlerini kurabilmeyi amaçlayan Berger’in ümidi sadece belleği ve öğrenmeyi değil, hareketi ve algıları yöneten beyin bölgelerini de çözümleyebilmek.
1997’de CALTECH’te bir araştırma grubunun sonuçlanan araştırmalarının açıklanmasıyla, geliştirilen neurochip metodunun canlı beyin hücrelerine bağlanması başarıldı. Ayrıştırılan hippocampus hücresinin, yine in vitro olarak neurochipin bulunduğu ortama yerleştirilmesiyle ve beslenmesi için gerekli ortamın sağlanmasıyla, hücre dendritler ve akson geliştirdiğinde hemen yanındaki hücrenin akson ve dendirtleriyle elektrik bağlantısı kurup bilgi iletimini kurar. Bu gelişme neural networkler üzerine yapılan araştırmalarda çok önemli bir adımı belgeliyor.
1994 yılında ortaya konulan DNA'ya dayanan bilgisayar kavramı kombinasyon temelli problemlerin çözümünü hedefliyor. Yaşamın temel taşı olan ve en basitten en karmaşığına bütün canlıların fonksiyonlarını kodlayan DNA molekülünün basit ve kararlı yapısı, karmaşık matematik problemlerinin çözümü olarak önerilmiş. DNA bilgisayarları ‘Hamiltonian Path Problem’ olarak adlandırılan ve DNA'nın yapısını kullanarak çözüm üreten bir sistem. Kombinasyon temelli problemleri seri olarak çözmeye çalışan geleneksel bir bilgisayarın masif paralel olan DNA bilgisayarının hızına erişmesi asla mümkün olamaz. DNA bilgisayarlarının çok daha az enerji gerektirdiğini ve daha da önemlisi 1000 litre suyun, şimdiye kadar üretilmiş normal bilgisayar hafızalarından daha fazla bilgi tutabileceği ya da 1 kilogran DNA’nın bilişim kapasitesinin şimdiye kadar üretilmiş bilgisayarlardan daha fazla olduğunu göz önünde bulundurursak, bu sistemin kapasitesini anlayabiliriz.