Un equipo de científicos dirixido por investigadores da Universidade de Caltech foi capaz de dar un pequeno pero significativo paso no desenvolvemento de ordenadores químicos libremente programables. Como elementos computacionais básicos nestes sistemas, utilízanse conxuntos de ADN, que pola súa esencia natural teñen a capacidade de autoorganizarse e crecer. Todo o que se necesita para que os sistemas informáticos baseados no ADN funcionen é auga morna e salobre, un algoritmo de crecemento codificado no ADN e un conxunto básico de secuencias de ADN.
Ata o de agora, a "computación" co ADN facíase estrictamente mediante unha única secuencia. Os métodos actuais non eran axeitados para cálculos arbitrarios. Os científicos de Caltech puideron superar esta limitación e presentaron unha tecnoloxía que pode executar algoritmos arbitrarios utilizando un conxunto básico de elementos de ADN condicionalmente lóxicos e unha mostra de 355 secuencias de ADN básicas responsables do algoritmo de "cálculo", un análogo de instrucións informáticas. Unha "semente" lóxica e un conxunto de "instrucións" introdúcense na solución salina, despois do cal comeza o cálculo: a montaxe da secuencia.
O elemento básico ou "semente" é un pregamento de ADN (origami de ADN): un nanotubo de 150 nm de longo e 20 nm de diámetro. A estrutura da "semente" permanece practicamente sen cambios independentemente do algoritmo que se calcule. A periferia da "semente" fórmase de tal xeito que no seu extremo comeza a ensamblaxe de secuencias de ADN. Sábese que a cadea de ADN en crecemento se ensambla a partir de secuencias que coinciden coas secuencias propostas en estrutura molecular e composición química, e non de forma aleatoria. Dado que a periferia da "semente" está representada en forma de seis portas condicionais, onde cada porta ten dúas entradas e dúas saídas, o crecemento do ADN comeza a obedecer a unha lóxica (algoritmo) dada que, como se mencionou anteriormente, está representada por un determinado conxunto de secuencias de ADN de 355 básicas colocadas nunha solución opcións.
Durante os experimentos, os científicos mostraron a posibilidade de executar 21 algoritmos, incluíndo contar de 0 a 63, escoller un líder, determinar a división por tres e outros, aínda que non todo se limita a estes algoritmos. O proceso de cálculo avanza paso a paso, xa que as cadeas de ADN crecen nas seis saídas da "semente". Este proceso pode levar de un a dous días. Facer unha "semente" leva moito menos tempo: dunha hora a dúas. O resultado dos cálculos pódese ver cos teus propios ollos ao microscopio electrónico. O tubo desprégase nunha cinta, e na cinta, nos lugares de cada valor "1" na secuencia de ADN, está unida unha molécula de proteína visible ao microscopio. Os ceros non son visibles a través dun microscopio.
Por suposto, na súa forma presentada, a tecnoloxía está lonxe de realizar cálculos completos. Ata agora é como ler unha cinta dun teletipo, estendida durante dous días. Non obstante, a tecnoloxía funciona e deixa moito espazo para mellorar. Quedou claro en que dirección podemos movernos e que hai que facer para achegar os ordenadores químicos.
Fonte: 3dnews.ru