ДНК-компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК.

История

В 1994 году Леонард Адлеман, профессор университета Южной Калифорнии, продемонстрировал, что с помощью пробирки с ДНК можно весьма эффективно решать классическую комбинаторную «задачу о коммивояжере» (кратчайший маршрут обхода вершин графа). Классические компьютерные архитектуры требуют множества вычислений с опробованием каждого варианта.

Метод ДНК позволяет сразу сгенерировать все возможные варианты решений с помощью известных биохимических реакций. Затем возможно быстро отфильтровать именно ту молекулу-нить, в которой закодирован нужный ответ.

Проблемы, возникающие при этом:

1. Требуется чрезвычайно трудоёмкая серия реакций, проводимых под тщательным наблюдением.
2. Существует проблема масштабирования задачи.

Биокомпьютер Адлемана отыскивал оптимальный маршрут обхода для 7 вершин графа. Но чем больше вершин графа, тем больше биокомпьютеру требуется ДНК-материала.

Было подсчитано, что при масштабировании методики Адлемана для решения задачи обхода не 7 пунктов, а около 200, масса количества ДНК, необходимого для представления всех возможных решений превысит массу нашей планеты.

В 2002 году исследователи из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль, представили программируемую молекулярную вычислительную машину состоящую из ферментов и молекул ДНК.^{[источник не указан 221 день]} 28 апреля 2004 года, Эхуд Шапиро, Яаков Бененсона, Биньямин Гил, Ури Бен-Дор, и Ривка Адар из Института Вейцмана сообщили в журнале "Nature", о создании ДНК-компьютера с модулем ввода-вывода данных. ^{[источник не указан 221 день]}

В январе 2013 года исследователи смогли записать в ДНК-коде несколько фотографий JPEG, набор шекспировских сонетов, и звуковой файл.^{[источник не указан 221 день][значимость факта?]}

В марте 2013 года, исследователи создали Транскриптор (биологический транзистор).^{[источник не указан 221 день]}

Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро

Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро — технология многоцелевого ДНК-компьютера, разрабатываемая израильским профессором Эхудом Шапиро (en:Ehud Shapiro) и Яаковом Бененсоном из Вейцмановского института.

Его основой являются уже известные свойства биомолекул, таких как ДНК и ферменты. Функционирование ДНК-компьютера сходно с функционированием теоретического устройства, известного в математике как «конечный автомат» или машина Тьюринга.

См. также

• Биоинформатика
• Квантовый компьютер
• Молекулярный компьютер
• Нанокомпьютер
• Супрамолекулярная химия

Ссылки

• Вычисления на ДНК. ИПМ им. М. В. Келдыша РАН