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  • La investigación continúa mostrando avances en la computación del ADN

    Crédito:CC0 Public Domain

    Para los no iniciados en informática biológica, los ZDNet El titular puede haber sugerido que un experimento de procesamiento del lenguaje se volvió loco:"La computadora de ADN de un tubo de ensayo calcula la raíz cuadrada de 900".

    Sin embargo, el título refleja con precisión el artículo, por Charlie Osborne, que los investigadores que utilizaron 32 hebras de ADN crearon una forma de "biocomputadora" que puede almacenar y procesar datos. No solo eso, pero esta biocomputadora demostró "las capacidades computacionales avanzadas que la arquitectura basada en ADN podría aportar a las PC futuras al calcular la raíz cuadrada de 900".

    Largo y corto, una computadora hecha con las hebras de ADN en un tubo de ensayo puede calcular la raíz cuadrada de números hasta 900. Los investigadores han escrito un artículo que describe su trabajo. "Plataforma programable basada en nanoindicadores de ADN para biocomputación lógica de raíz cuadrada a gran escala" aparece en Pequeña , que se describe como una revista "de temas a nano y microescala en la interfaz de la ciencia de los materiales, química, física, Ingenieria, medicamento, y biología ".

    Chunyang Zhou Hongmei Geng, Pengfei Wang y Chunlei Guo, los autores, declaró por qué su investigación es importante:Hasta la fecha, Los circuitos basados ​​en ADN que involucran decenas de puertas lógicas capaces de implementar funciones lógicas se han demostrado experimentalmente, pero los circuitos son incapaces de realizar operaciones matemáticas complejas, como las operaciones lógicas de raíz cuadrada, que solo se puede realizar con números binarios de 4 bits.

    "Un sistema de biocomputación de ADN de alta capacidad se demuestra mediante el desarrollo de un circuito lógico de raíz cuadrada de 10 bits. Puede calcular la raíz cuadrada de un número binario de 10 bits (dentro del entero decimal 900) diseñando secuencias de ADN y programando el desplazamiento de la hebra de ADN reacciones. Las señales de entrada se optimizan a través de la retroalimentación de salida para mejorar el rendimiento en operaciones lógicas más complejas. Este estudio proporciona un enfoque más universal para aplicaciones en biotecnología y bioingeniería ".

    E&T llevó una traducción útil:

    E&T dijo, "la computadora usa 32 hebras de ADN para almacenar y procesar información, calcular la raíz cuadrada de los números cuadrados 1, 4, 9, dieciséis, 25 y así sucesivamente hasta 900. La computadora de ADN usa hibridación, que ocurre cuando dos hebras de ADN se unen para formar ADN de doble hebra ... los investigadores codifican un número en el ADN usando una combinación de diez bloques de construcción, cada combinación representa un número diferente hasta 900. Luego se une a un marcador de fluorescencia. Luego, el equipo controla la hibridación de tal manera que cambia la señal fluorescente general para que corresponda a la raíz cuadrada del número original. El número se puede deducir del color ".

    ZDNet , mientras tanto, acercó a los lectores al concepto de biocomputadoras en general:"Las biocomputadoras se describen vagamente como circuitos lógicos bioquímicos sintéticos y experimentos recientes han implicado la creación de puertas lógicas, utilizadas en microprocesadores y microcontroladores, entre otros sistemas, para convertir la entrada en una salida lógica a través del almacenamiento de ADN ".

    También lo hicieron Angel Goni-Moreno y Pablo Ivan Nikel en Fronteras , como explicaron la biocomputación en términos simples. "La computación se puede definir en términos generales como el procedimiento formal mediante el cual la información de entrada se procesa de acuerdo con reglas predefinidas y se convierte en datos de salida. Dado que esta definición no especifica el tipo de información y las reglas involucradas en el proceso, es aplicable tanto a dispositivos electrónicos como a sistemas biológicos. En otras palabras, sistemas biológicos hacer realizar cálculos ".

    La biocomputación no necesita presentación para aquellos que ya están familiarizados con años de investigación; en 2011 Científico americano ya estaba informando sobre avances en "circuitos basados ​​en ADN".

    El artículo habló sobre los esfuerzos en el Instituto de Tecnología de California, por ejemplo, haciendo uso de "nanoestructuras de ADN llamadas puertas de balancín para construir circuitos lógicos análogos a los utilizados en microprocesadores".

    Luego, los investigadores de Caltech posteriormente construyeron un circuito basado en ADN que podría jugar un simple juego de memoria.

    Científico americano explicó:"Así como los componentes basados ​​en silicio utilizan corriente eléctrica para representar unos y ceros, Los circuitos de base biológica utilizan concentraciones de moléculas de ADN en un tubo de ensayo. Cuando se agregan nuevas hebras de ADN al tubo de ensayo como 'entrada, 'la solución sufre una cascada de interacciones químicas para liberar diferentes cadenas de ADN como' salida '".

    John Loeffler en Ingenieria interesante discutieron por qué el interés sostenido en la "computación del ADN":

    "Durante la última década, Los ingenieros se han enfrentado a la dura realidad de la física en la búsqueda de computadoras más potentes:transistores, los interruptores de encendido y apagado que alimentan el procesador de la computadora, no se pueden hacer más pequeños de lo que son actualmente. Mirando más allá del chip de silicio Actualmente se está desarrollando una alternativa intuitiva utilizando ADN para realizar los mismos tipos de cálculos complejos que los transistores de silicio hacen ahora ".

    Loeffler sobre su potencial:"Los materiales necesarios para sintetizar moléculas de ADN son baratos y fácilmente disponibles y permanecen estables a temperatura ambiente y más allá. Lo que DNA Computing es potencialmente capaz de lograr dada la resiliencia del ADN y el paralelismo biológico representa un paso esencial hacia el futuro de la informática . "

    Entonces, ¿Hablaremos de aumento de "computación de ADN" como algo aparte de "computación de silicio"? Guo, para uno, dijo que cree que las computadoras de ADN pueden algún día reemplazar las computadoras tradicionales para cálculos complejos, de acuerdo a Científico nuevo .

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