پاورپوینت پاورپوینت آشنایی با كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي(DNA) (pptx) 19 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 19 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
بنام خدا
پاورپوینت آشنایی با كامپيوترهاي مولكولي دي ان اي(DNA)
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.
