DNA에는 어떤 정보가 있습니까?
DNA는 뉴클레오티드의 서열이다. 그 중 네 가지만 있습니다:
- 아데닌,
- 구아닌,
- 티민,
- 시토신.
정보를 인코딩하기 위해 각각에 숫자 코드가 할당됩니다. 예를 들어, 티민 - 0, 구아닌 - 1, 아데닌 - 2, 시토신 - 3.
뉴클레오티드 서열은 다음을 허용합니다.다양한 유형의 RNA에 대한 정보를 "인코딩"합니다. 이러한 모든 유형의 RNA는 전사 과정에서 합성된 RNA 서열에 DNA 서열을 복사하여 DNA 주형에서 합성되고, 단백질 생합성(번역 과정)에 참여합니다.
코딩 서열 외에도 세포 DNA조절 및 구조적 기능을 수행하는 서열을 포함합니다. 또한 진핵 생물의 게놈에는 종종 "유전 기생충"에 속하는 영역(예: 트랜스포존)이 포함됩니다.
코딩은 모든 문자가숫자와 이미지는 2진 코드, 즉 0과 1의 시퀀스로 변환되고 이미 뉴클레오티드 시퀀스, 즉 4차 코드로 변환됩니다.
DNA를 읽는 방법에는 여러 가지가 있습니다.가장 일반적인 기술은 염기를 사용하여 DNA 분자 사슬을 복사하는 것입니다. 염기에는 각각 색상 표시가 있습니다. 그런 다음 매우 민감한 검출기가 데이터를 읽고 컴퓨터가 색상을 사용하여 뉴클레오티드 서열을 재구성합니다.
DNA에 새로운 정보가 나타나는 방식
이는 유전자 가위라고도 불리는 CRISPR-Cas9 기술을 사용하여 수행됩니다. 8년 전에 개발되어 2020년 노벨 화학상을 수상했습니다.
이전에는 특수 장비를 사용하여 오랫동안 정보를 기록해야 했습니다. 그러나 Columbia University의 과학자 팀이 이 프로세스를 자동화했습니다.
우리는 세포가 전자 신호를 통해 컴퓨터와 대화하도록 가르치고 모든 전자 매체에서 정보를 다운로드하도록 가르쳤습니다.
시스템 생물학 교수 해리스 왕(Harris Wang)
저자는 바이너리를 번역하고 있다고 설명합니다.컴퓨터 프로그램을 전기 충격으로 변환하여 세포로 보냅니다. 표면에는 이러한 신호를 인식하고 이미 이를 DNA 언어로 번역하여 필요한 게놈 서열을 자동으로 구축하는 수용체가 있습니다.
결과적으로 다음이 DNA 사슬에 추가됩니다.트레일러 또는 추가 조각이라고 합니다. 디지털 컴퓨터 정보와 달리 유전 코드의 문자 집합, 즉 아날로그 암호이므로 과학자는이 세그먼트를 자기 테이프와 비교합니다.
전사 인자 STAT3와 DNA의 상호 작용(파란색 나선으로 표시)
DNA에 기록될 수 있는 정보의 양
신입사원 기술 활용컬럼비아 대학교는 2.14MB의 정보를 인코딩하고 읽을 수 있었습니다. 최종 물리적 기록 밀도는 핵산 1g당 215,000,000GB였습니다.
B형 DNA 나선의 한 바퀴는 약 10개의 염기쌍입니다. 스레드 중 하나가 인코딩됩니다. 두 번째는 항상 첫 번째에 무료입니다.
따라서 10개의 셀이 있으며 각 셀에는 4개의 문자 중 하나가 포함될 수 있습니다.
- 에이,
- 티,
- G,
- 시.
4차 또는 2차를 사용하는 경우DNA에 코딩되는 정보의 코딩 밀도는 세포당 2비트, 즉 나선의 회전당 20비트이며 선형 크기는 부피가 약 3.4나노미터입니다. 기록할 수 있는 크기는 최대 11입방 나노미터입니다.
오늘날 1비트가 10나노미터에 기록되는 프로세서를 만드는 것이 가능합니다. 따라서 DNA에서는 선형 차원을 기준으로 약 60배 더 많은 정보를 기록할 수 있습니다.
DNA에 대한 정보를 기록하는 것이 얼마나 신뢰할 수 있습니까?
2017년 3월, 사이언스(Science) 잡지는 DNA 그램당 2*1017바이트를 기록하는 데 성공한 미국 과학자들의 기사를 게재했습니다. 생물학자들은 단 한 바이트도 손실되지 않았다고 강조합니다.
DNA에 정보를 기록하는 것의 확실한 이점은 데이터의 엄청난 저장 밀도와 낮은 온도에서도 캐리어의 안정성을 포함합니다.
DNA에서는 정보가 3차원 아날로그로 기록됩니다.형태이며 이것이 가장 안정적인 형태입니다. 시스템 생물학 교수인 해리스 왕(Harris Wang)은 이 형태로 데이터를 수십만 년, 심지어 수백만 년 동안 저장할 수 있다고 말했습니다.
결론
모든 장점에도 불구하고 녹음 기술DNA에 대한 정보는 개발 초기 단계에 있습니다. 오늘날 DNA 합성은 여전히 매우 비싸기 때문에 DNA "플래시 드라이브"에 기록된 메가바이트의 데이터에 대해 약 35,000달러를 지불해야 합니다.
과학자들은 아직 기술을 개발하지 못했습니다.DNA에서 정보가 자동으로 전송됩니다. 정보가 컴퓨터에서 셀로 전송되는 방식을 단순화하는 것도 중요합니다. 현재는 전자 흐름을 사용하지만 미래에는 다른 것으로 대체될 수 있습니다.
예를 들어, 교류 자기장 또는 주변 온도. 또는 평범한 광선조차도 - 결국 대부분의 살아있는 유기체에는 광 수용체가 있습니다.
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