|
|
- dna seviyesindeki kimyasal işlemleri kullanarak hesap yapmamıza yarayan teknoloji ve teknolojinin ardındaki teori denebilir. dna ve onunla alakalı tüm süreçlere de bir bilgi işlem süreci olarak bakmak mümkün. eğer yamulmuyorsam evrensel turing makinası inşa etmek de teorik olarak mümkün.
bu alan, 1994'te adleman adlı bir arkadaşın [1] (kendisini rsa şifreleme algoritmasından da hatırlarız) dna tabanlı hesaplama ile yedi düğümlü bir çizgede (graph) en kısa hamiltonian yolu (path) bulması ile başlamış. kısaca kuantum bilgisayarlara 15'in çarpanlarını buldurmayı başaranlar gibi dna bilgisayarları için de kavramsal kanıt (proof of concept) mevcut. hatta aynı arkadaş 2002'de 20 değişkenli bir sat-3 problemini de çözmüş laboratuvar ortamında [2]. dna tabanlı hesaplamanın en büyük gücü bir test tüpünde duran milyonlarca molekül ile müthiş bir paralel işlem kapasitesine sahip oluşu.
olayın özü, benim anladığım şekliyle bilgiyi dna'yı kullanarak temsil etme ve bu bilgiyi dna üstünde değişiklikler yapan özel enzimler vasıtasıyla işlemek. mesela 1994'teki çalışmada 7 düğümün her birini 20 baz çifti kullanarak bir dna parçası olarak temsil etmişler. yedi düğüm için bunlara sırasıyla a, b, c, d, e, f, g diyelim. her parçanın bir de dna'da tam karşısındaki kolda yer alan bir karşılığı var (hani adeninin karşısına timin, guaininin karşısına sitozin geliyordu, o işte). bu tam ters parçalara da a', b', c', ..., g' diyelim. şimdi bizim çizgemizde a ile g arasında bir kenar varsa o zaman lab'daki test tüpüne a-b' şekline bir dna parçası atıyoruz. bu dna parçası 40 baz çiftinden oluşuyor; ilk yarısı a, ikinci yarısı ise b'. b ile g arasında bir kenar varsa da b-g' şeklinde bir dna parçası atıyoruz.
bütün çizgeyi kenarlar hâlinde test tüpünün içinde tek taraflı dna parçaları olarak temsil ettikten sonra gerekli enzimler vasıtasıyla bu parçaların birbirlerine eklenmelerini sağlamak mümkün. mesela ortamda a-b' ve b-g' varsa bu iki parça tam b' ve b olan yerlerden karşı karşıya gelip bağlanabiliyorlar. çünkü daha önce söylediğimiz gibi b ve b' birbirinin tam tersi, bağlanmaya müsait. o zaman da bir ucunda açık a, diğer ucunda açık g' olan daha uzun bir dna parçası elde etmiş oluyoruz ve bu da aslında çizgemizde üzerinde yürünmesi mümkün bir yol oluyor.
dna tabanlı hesaplamanın esas patlama yaptığı yer, test tüpümüzün içinde bu tür milyonlarca parçacık bulunması ve kimyasal işlemlerin müthiş bir hız ve paralellikte yapılması. kısa bir süre içinde birbirne bağlanmış, çizgemizde üzerinde yürünmesi mümkün milyonlarca oları yol oluşuyor. yine gerekli enzimleri kullanarak bir hamiltonian yolda bulunması gereken her düğümden sadece bir defa geçme ve her düğümden mutlaka geçme gibi şartlara uyum sağlamayan dna parçacıklarını da eleyip şartlara uyanlar içinde en kısa parçacığı bulabiliyoruz. bu da bize çözümü veriyor.
[1] science vol. 266. (5187) pp. 1021 - 1024 (1994). http://www.usc.edu/...
[2] science 14 march 2002: 10695281.
- (bkz: self assembly)
- (bkz: @433026)
|