صفحه محصول - كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي

كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي (pptx) 17 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 17 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي چكيده :    توانايي سيليكون براي ساخت تراشه هاي كامپيوتري سريعتر، به زودي پايان مي يابد. بنابراين دانشمندان، DNA  را به عنوان منبع وجايگزيني پاك و مناسب معرفي كرده اند. تحقيقات روي كامپيوترهاي مولكولي بر اساس نظريه دكتر آدلمان، گامهاي اوليه خود را بر مي دارد. كامپيوترهاي مولكولي امروزي تركيبي از DNA وآنزيم ها هستند و هنوز راهي بسيار طولاني تا به تحقق پيوستن اين روياي شيرين مانده است. به نظر مي رسد، در آينده از كامپيوترهاي DNA  مي توان در زمينه هاي مختلفي، از جمله درمان و محاسبات پيچيده استفاده نمود. كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي مقدمه در داخل هسته تمامی سلول‌های بدن ما یك كامپیوتر ریز و با هوش كه بسیار قویتر از تمامی كامپیوترهای جهان است قرار دارد. این كامپیوتر ریز در واقع همان DNA یا ماده ژنتیكی ما است، كه تمامی اطلاعات مربوط به زندگی و عملكرد شما را برنامه‌ریزی و تنظیم می‌كند. مطابق قانون مور(Moor Law) هر 18 ماه، تعداد قطعات الكترونیكى موجود در تراشه‏هاى كامپیوترى دو برابر می‏شود و سرعت نیز چند برابر افزایش می‏یابد. تراشه ‏سازان، سال‏هاست كه به دنبال جایگزینى براى سیلیكون هستند كه این جایگزینى، همان مولكول DNA موجود در سلول‏هاى ارگانیسم زنده است؛ منبعى فراوان و ارزان كه بر خلاف مواد سمى ریزپردازنده‏هاى رایج، از نظر مسائل زیست محیطى، منبعى پاك محسوب می‏شود. كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي كامپیوترهای مولكولی  ... DNA Computers هر مولكول ژنتیكی  DNAشامل 4 پایهthymine(T) , adenine(A)  cytosine(C) وguanine(G)  می‌باشد كه به یكدیگر پیچیده‌ شده‌اند. زبانی كه DNA با آن عمل می‌كند با چهار حرف G,C,T,A كدگذاری می‌شود و عملیات محاسباتی را انجام می‌دهد. پایه‌های شیمیایی مولكول DNA، از نظر بیولوژیكی از قوانینی خاص پیروی می‌كنند به این صورت كه پایه A همیشه با T و پایه C همیشه با G، پیوند برقرار می‌كند، كه این خواص قابلیت پردزاش اطلاعات را به مولكول DNA می‌دهد. كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي سال 1994 م. دانشگاه كالیفرنیاى جنوبى، دانشكده مهندسى كامپیوتر. همه چیز مهیا بود تا دكتر لئوناردو آدلمان، ایده حیرت‏آور خود را مطرح كند؛ به این نتیجه رسید که مولکول های DNA   دارای پتانسیلِ محاسباتی هستند لئوناردو آدلمان توانست توانایى مولكول DNA را در حل مسائل پیچیده ریاضى به اثبات رساند. نتایج این تحقیقات كه در ژورنال Science (آگوست 1994 م.) براى اولین بار منتشر گردید، جهان را شگفت‏زده نمود. به طورى كه انجام محاسبات در سطح مولكولى و با كمك مولكول حیات، یعنى DNA سرآغاز تحولى تاریخى در عرصه محاسبات و پیدایش نسل جدید كامپیوترها گردید. آدلمان به كمك تكنیكى جالب توانست براى یكى از مشهورترین مسائل محاسباتى، یعنى مسئله مسیر همیلتونى (HP/ Hamiltonian Path Directed) یا همان مسئله ی فروشنده - دوره‏گرد (TSP/ Traveling Salesman Problem) - راه حلى پیدا كند. كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي اهمیت ایده آدلمان را می‏توان این گونه بیان داشت:  1- تشریح امكان استفاده از مولكول DNA در حل مسائل كلاسیك ریاضى كه به كمك روش‏هاى مرسوم محاسباتى غیرممكن می‏نمود.  2-  انجام محاسبات در سطح مولكولى و رفع موانع كوچك‏سازى قطعات الكترونیكى در صنعت نیمه‏هادی.  3- اثبات جنبه منحصر به فرد بودن DNA، به عنوان یك ساختمان داده‏ای. 4- اثبات این كه DNA به روش پردازش موازى، محاسبات را انجام می‏دهد. كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي نقش اساسي آدلمان به عنوان پدر DNA کامپیوتر: 1- حل مسأله همیلتون توسط DNAها: تهیه رشته‌هایی از DNA كه هر كدام نمایانگر یك شهر می‌باشند. سپس این مولكول‌ها در یك تیوپ آزمایش با هم ادغام می‌شوند كه تعدادی از این رشته‌ها به یكدیگر می‌چسبند و زنجیره‌ای از این رشته‌ها با یكدیگر، یكی از جوابهای ممكن را نمایش می‌دهند. در عرض چند ثانیه، تمام تركیبات ممكن از رشته‌های DNA، كه نمایانگر جوابها هستند، درون تیوپ آزمایش ساخته می‌شوند. حال او، مولكول‌های غیر قابل قبول (مثلاً آنهایی كه از بعضی شهرها عبور نكرده‌اند و یا از یك شهر دوبار) را از طریق یك سری واكنش‌های شیمیایی حذف می‌كند. در پایان، تنها رشته‌هایی كه نشان دهنده مسیرهای درست و قابل قبول مسأله هستند، در تیوپ آزمایش باقی می‌مانند كه توسط میكروسكوپ قابل رؤیت می‌باشند كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي 2-استفاده از DNAها، به‌عنوان پروسسور: تولید گیتهای منطقی متشكل از DNA توسط تیم تحقیقاتی رچستر اولین گام به سوی ساختن یك كامپیوتر با ساختاری مشابه PCهای الكترونیكی می‌باشد. به جای استفاده از سیگنالهای الكتریكی برای انجام عملیات منطقی این گیتهای منطقی براساس كدهای DNA عمل می‌كنند. آنها تعدادی از مواد ژنتیكی را به‌عنوان ورودی شناسایی كرده و پس از اتصال این اجزا به یكدیگر، یك خروجی منفرد را تشكیل می‌دهند.به‌عنوان مثال، یك گیت ژنتیكی به نام “And”، دو DNA ورودی را با استفاده از قوانین شیمیایی به هم پیوند داده و تشكیل یك ساختار می‌دهد. محققان معتقدند كه اگر این گیتهای منطقی به‌وسیله میكروچیپ‌ها با هم تركیب شوند، تحول بزرگی در ساخت DNA كامپیوترها بوجود خواهد آمد. كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي 3-تحقیقات اخیرآدلمان و نتایج آن: پس از اولین آزمایش آدلمان بر روی مولكول‌های DNA به‌عنوان وسیله ذخیره و پردازش اطلاعات كه حل مساله هفت متغیره همیلتون بود، آزمایش جدید او بر روی مساله‌ای است كه بیش از یك میلیون احتمال برای نتایجش وجود دارد، كه برای انسان حلش بدون كمك كامپیوتر بسیار پیچیده می‌باشد.