Составители:
77
дезоксирибозимов (молекул ДНК, обладающих ферментативной
активностью) нескольких десятков типов. Каждый дезоксирибозим
является логическим гейтом (И, И-НЕ, сдвоенным И) и имеет два или
три участка (входа), к которым могут присоединяться олигонуклеотиды
двух типов, активизирующих либо подавляющих работу
дезоксирибозимов. Подобранные дезоксирибозимы позволяют охватить
все варианты ответов на протяжении нескольких ходов, поэтому система
напоминает программируемую логическую матрицу [4.16, 4.17].
Ответ автомата фиксировался по свечению люминесцентных
меток, которые начинают люминесцировать в зависимости от
конфигурации, которую принимает молекула ДНК в ходе химической
реакции (свечение – 1, гашение – 0). «Обучение» заключалось в
добавлении в пробирки нуклеотидов, способствующих образованию
структур, позволяющих возникать люминесцентному свечению.
Созданный автомат реализовывает булевы функции, но отнести
его к универсальным сложно. Одной из проблем является низкая
скорость (до получаса на ход). Но устройство может найти применение в
поиске генетических нарушений. В нем не используются токсичные
материалы, в отличие от микросхем, также оно может работать в жидкой
среде, например в крови. Возможно использование вместо молекул
бактерий, изменяющих свое состояние под действием света.
Теоретически скорость работы будет ниже, чем с ДНК, но варианты
ответа не ограничиваются «да» и «нет». По мнению Шапиро, основное
назначение молекулярных вычислителей, все-таки, тонкий химический
синтез, сборка нужных молекул и конструкций, а не вычисления.
ДНК-вычисления нашли применение и в других областях,
поскольку из нитей с заданной последовательностью нуклеотидов
сворачиваются определенные фигуры. Синтезируя плоские фигуры,
можно решать задачи по «замощению», а объемные фигуры позволяет
создавать сложные молекулярные конструкций. Заданные структуры
можно синтезировать как из ДНК, так и из белка – причем из него
гораздо перспективнее за счет больших разнообразия элементов.
К 2002 относится начало разработок машин молекулярного состава
на основе ДНК. Синтезируя фрагменты ДНК определенной
последовательности и внедряя в биологические молекулы, можно
заставлять молекулы самоорганизовываться и объединяться друг с
другом, создавая сложные структуры и механизмы. В дальнейшем нити
ДНК могут извлекаться либо заменяться на другие нити.
Способность биологических молекул к самосборке пытаются
использовать и для электроники. Так, в 2003 г. в институте Вейцманна (
Израиль) был создан самособирающийся транзистор на основе
углеродных нанотрубок, ДНК, и ионов золота и серебра. Для этого они
покрыли частицу ДНК белками бактерии E. coli, а нанотрубки покрыли
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- …
- следующая ›
- последняя »
