Was ist ein DNA-Computer?
Ein DNA-Computer ist ein molekularer Computer, der biochemisch arbeitet. Es "berechnet" unter Verwendung von Enzymen, die mit DNA-Strängen reagieren und Kettenreaktionen verursachen. Die Kettenreaktionen wirken als eine Art simultanes Rechnen oder paralleles Verarbeiten , wobei viele mögliche Lösungen für ein gegebenes Problem gleichzeitig präsentiert werden können, wobei die richtige Lösung eines der Ergebnisse ist.
Das Wort "Computer" ist in diesem Zusammenhang etwas irreführend, da die meisten Leute einen Computer heutzutage als eine Maschine betrachten, die Textverarbeitung erzeugen, Tabellenkalkulationen erstellen, Grafiken anzeigen, im Internet surfen und MP3-Dateien abspielen kann. Im Kern handelt es sich jedoch um eine Sammlung elektronischer Impulse, die über siliziumbasierte Schaltkreise hinweg wirken. Elektronische Computer speichern Informationen in binärer Form und setzen sie dann wieder zusammen und interpretieren sie auf sinnvolle Weise. Ein DNA-Computer verfügt über dieselbe grundlegende Fähigkeit zum Speichern von Informationen und zum Berechnen von Lösungen, obwohl sich seine Methodik darin unterscheidet, dass er molekulare Automatisierungen oder voreingestellte Reaktionen auslöst. Der größte potenzielle Nutzen könnte in anderen Bereichen liegen als bei elektronischen Computern.
Zum Beispiel ist ein DNA-Computer ein winziger flüssiger Computer - DNA in Lösung - der möglicherweise das Blut in vitro überwachen kann. Wenn ein chemisches Ungleichgewicht festgestellt wird, synthetisiert der DNA-Computer möglicherweise den benötigten Ersatz und gibt ihn an das Blut ab, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Es kann auch unerwünschte Chemikalien beseitigen, indem sie auf molekularer Ebene zerlegt werden, oder die DNA auf Anomalien überwachen. Diese Art von Wissenschaft wird als Nanowissenschaft oder Nanotechnologie bezeichnet, und der DNA-Computer ist im Wesentlichen ein Nanocomputer .
Der DNA-Computer befindet sich erst in einem frühen Entwicklungsstadium. Obwohl rudimentäre Nanocomputer Berechnungen durchführen, ist eine menschliche Interaktion immer noch erforderlich, um die richtige Antwort herauszufiltern, indem die DNA-Computerlösung von allen falschen Antworten befreit wird. Dies wird durch eine Reihe chemischer Schritte erreicht. Experten werden jedoch von den Fähigkeiten eines DNA-Computers ermutigt und sehen einer glänzenden Zukunft entgegen.
Leonard Adleman, einer der Pioniere des DNA-Computers, berichtet, dass ein einzelnes Gramm getrockneter DNA in der Lage ist, die gleiche Menge an Informationen zu speichern, die auf eine Billion CDs passen könnten. Dies, zusammen mit den Vorteilen der Parallelverarbeitung und der vernachlässigbaren erforderlichen Leistung, garantiert, dass der DNA-Computer oder Nanocomputer weiter verfeinert und perfektioniert wird. Wenn molekulare Computer Realität werden, wird die Manipulation von Materie auf DNA-Ebene zu vielen Durchbrüchen in allen Bereichen der Wissenschaft, Industrie und Medizin führen.