DNA'da hangi bilgiler var
DNA bir nükleotid dizisidir. Bunlardan sadece dördü var:
- adenin,
- guanin,
- Timin,
- sitozin.
Bilgileri kodlamak için her birine bir rakam kodu atanır. Örneğin, timin - 0, guanin - 1, adenin - 2, sitozin - 3.
Nükleotid dizisi şunları sağlar:Farklı RNA türleri hakkındaki bilgileri “kodlar”. Tüm bu RNA türleri, transkripsiyon işlemi sırasında sentezlenen bir RNA dizisine bir DNA dizisinin kopyalanmasıyla bir DNA şablonu üzerinde sentezlenir ve protein biyosentezinde (translasyon işlemi) görev alır.
Kodlama dizilerine ek olarak, hücre DNA'sıdüzenleyici ve yapısal işlevleri yerine getiren dizileri içerir. Ek olarak, ökaryotların genomu genellikle "genetik parazitlere", örneğin transpozonlara ait bölgeleri içerir.
Kodlama, tüm harflerin,sayılar ve görüntüler ikili koda, yani bir sıfırlar ve birler dizisine dönüştürülür ve bunlar zaten bir nükleotid dizisine, yani bir kuaterner koda dönüştürülür.
DNA okumanın birçok yolu vardır.En yaygın teknik, her biri bir renk işaretine sahip olan bazlar kullanılarak bir DNA molekülü zincirinin kopyalanmasıdır. Daha sonra çok hassas bir dedektör verileri okur ve bilgisayar nükleotid dizisini yeniden oluşturmak için renkleri kullanır.
DNA'da yeni bilgiler nasıl ortaya çıkıyor?
Bu, genetik makas olarak da adlandırılan CRISPR-Cas9 teknolojisi kullanılarak yapılır. Sekiz yıl önce geliştirildi ve 2020 Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü.
Önceden, bilgileri uzun süre ve özel ekipman yardımıyla kaydetmek gerekiyordu. Ancak, Columbia Üniversitesi'nden bir bilim insanı ekibi bu süreci otomatikleştirdi.
Hücrelere elektronik sinyaller aracılığıyla bir bilgisayarla konuşmayı ve böylece herhangi bir elektronik ortamdan bilgi indirmeyi öğretmeyi başardık.
Harris Wang, sistem biyolojisi profesörü
Yazarlar ikili çeviri yaptıklarını açıklıyorhücreye gönderilen elektriksel darbelere bir bilgisayar programı. Yüzeyinde bu sinyalleri algılayan ve onları DNA diline çeviren ve gerekli genom dizisini otomatik olarak oluşturan reseptörler vardır.
Sonuç olarak, DNA zincirine aşağıdakiler eklenir:römork veya ekstra parça denir. Dijital bilgisayar bilgisinden farklı olarak, genetik kodun bir dizi harfidir, yani bir analog şifredir, bu nedenle bilim adamı bu segmenti manyetik bir bantla karşılaştırır.
STAT3 transkripsiyon faktörünün DNA ile etkileşimi (mavi sarmal olarak gösterilmiştir)
DNA'ya ne kadar bilgi kaydedilebilir?
Yeni çalışan teknolojisini kullanmaColumbia Üniversitesi 2,14 megabaytlık bilgiyi kodlayıp okuyabildi. Son fiziksel kayıt yoğunluğu, gram nükleik asit başına 215.000.000 gigabayttı.
B-formu DNA sarmalının bir dönüşü yaklaşık 10 baz çiftidir. Konulardan biri kodlanacak çünkü ikincisi her zaman birinciye tamamlayıcıdır.
Böylece her biri dört harften birini içerebilen 10 hücre vardır:
- A,
- T,
- G,
- Ts.
Dörtlü veya ikili kullanırkenDNA'daki bilgi kodlamasının kodlama yoğunluğu hücre başına iki bittir, yani sarmalın dönüşü başına 20 bit olup, doğrusal boyutu hacim olarak yaklaşık 3,4 nanometredir; ~11 nanometreküp yazılabilecek miktardır.
Bugün 10 nanometrede 1 bitin yazıldığı işlemciler oluşturmak mümkün. Böylece DNA'da lineer boyutlara göre yaklaşık 60 kat daha fazla bilgi kaydetmek mümkündür.
DNA hakkında bilgi kaydetmek ne kadar güvenilir?
Mart 2017'de Science dergisi, gram DNA başına 2*1017 bayt kaydetmeyi başaran Amerikalı bilim adamlarının yazdığı bir makale yayınladı. Biyologlar tek bir bayt bile kaybetmediklerini vurguluyor.
DNA üzerine bilgi kaydetmenin şüphesiz avantajları, verilerin muazzam depolama yoğunluğunun yanı sıra sadece düşük sıcaklıklarda da olsa taşıyıcının stabilitesini içerir.
DNA'da bilgi üç boyutlu analog olarak kaydedilirformdur ve bu en kararlı formdur. Sistem Biyolojisi Profesörü Harris Wang, bu formda verilerin yüz binlerce, hatta milyonlarca yıl saklanabileceğini söyledi.
Sonuç
Tüm avantajlarına rağmen kayıt teknolojisiDNA hakkındaki bilgiler gelişiminin ilk aşamasındadır. Günümüzde DNA sentezi çok pahalı olmaya devam ediyor, dolayısıyla bir DNA “flash sürücüsüne” kaydedilen bir megabayt veri için yaklaşık 3,5 bin dolar ödemeniz gerekecek.
Bilim insanları henüz teknolojiyi geliştiremediBilginin DNA'dan otomatik aktarımı. Bilginin bilgisayardan hücreye aktarılma şeklinin basitleştirilmesi de önemlidir. Şu anda bu, bir elektron akışı kullanıyor, ancak gelecekte bunun yerini başka bir şey alabilir.
Örneğin, alternatif bir manyetik alan veya ortam sıcaklığı. Veya sıradan bir ışık ışını - sonuçta, çoğu canlı organizmanın fotoreseptörü vardır.
Daha fazla oku:
Dev buzdağı A74, Antarktika kıyılarıyla çarpıştı
ABD'de insan dişli balık bulundu
Yabani keneler, haşere kontrolü için Rusya'da özel olarak serbest bırakılacak