Cos’è il computer a DNA?

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Cosa è un computer a dna?

Il computer a dna è una forma di computer che utilizza il DNA, invece delle tecnologie tradizionali per computer basate sull’utilizzo del silicio. Il computer a dna, più in generale, l’informatica biomolecolare, è in rapido sviluppo.

L’idea fu inizialmente sviluppata da Leonard Adleman (matematico, informatico e biologo statunitense) della University of Southern California, nel 1994 e dopo gli esperimenti iniziali di Adleman, sono stati fatti numerosi progressi e molte macchine sono state dimostrate essere costruibili.

Nel 2002, i ricercatori del Weizmann Institute of Science di Rehovot, in Israele, hanno ideato una macchina programmabile a calcolo molecolare composta da enzimi e molecole di DNA, invece che da microchip al silicio.
Il 28 aprile 2004, Ehud Shapiro, Yaakov Benenson, Binyamin Gil, Uri Ben-Dor, e Rivka Adar, presso il Weizmann Institute hanno annunciato sulla rivista Nature, che avevano costruito un computer DNA accoppiato con un modulo di input e output, che sarebbe teoricamente in grado di diagnosticare l’attività all’interno di una cellula cancerosa, e rilasciando un farmaco anti-cancro al momento della diagnosi.

Il computer a dna offre anche il consumo di energia molto inferiore rispetto ai computer tradizionali al silicio, infatti utilizza l’adenosina trifosfato (ATP) come combustibile per permettere la legatura o come mezzo per riscaldare il filamento.

I DNA computer saranno più veloci e più piccoli di qualsiasi altro computer costruito finora.
Ma i computer a dna non forniscono solo nuove funzionalità dal punto di vista della teoria della computabilità e nello studio dei problemi che sono computazionalmente risolvibili in quanto utilizzano diversi modelli di calcolo.



Ad esempio, se lo spazio necessario per la soluzione di un problema cresce esponenzialmente con la dimensione del problema cresce ancora in modo esponenziale con la dimensione del problema su macchine DNA.

Ci sono diversi metodi per la costruzione di un dispositivo di elaborazione basato sul DNA, ognuno con i suoi vantaggi e svantaggi

I DNA-computer sono stati costruiti utilizzando il concetto di scambio. In questo sistema, un filamento di DNA di ingresso si lega a un punto d’appoggio, su un’altra molecola di DNA, che permette di spostare un altro segmento del filo dalla molecola.

Ciò permette la creazione di componenti logica modulare come AND, OR, NOT e cancelli e amplificatori di segnale, che possono essere collegati a computer arbitrariamente grandi. Questa classe di computer DNA non necessita di enzimi o di qualsiasi possibilità chimica del DNA.

Pochi giorni fa un sistema informatico composto da 74 sequenze di DNA è riuscito a calcolare la radice quadrata dei numeri fino al 15. Sebbene l’operazione sia stata compiuta con una certa lentezza, gli scienziati sostengono che l’obiettivo sia quello di realizzare dei computer che possano interagire direttamente con le cellule umane e, magari, combattere le malattie.

   
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