Ήρθε και …ο DNA υπολογιστής!

//από την Αλίκη\\


Αν και τα πράγματα ακόμα βρίσκονται σε νηπιακό στάδιο είναι γεγονός πως ένας DNA
υπολογιστής κατάφερε να λύσει ένα μαθηματικό πρόβλημα το οποίο θα παρέμενε μάλλον άλυτο
αξιοποιώντας μόνο τα ‘’απλά’’μαθηματικά.

Όλα λοιπόν ξεκίνησαν από τον καθηγητή πληροφορικής Leonard Adleman, ο οποίος πρότεινε μια
έλικα DNA να είναι αυτή που θα αντιπροσωπεύει ένα πρόβλημα μαθηματικών και στη συνέχεια
να δημιουργεί τρισεκατομμύρια άλλων κομματιών DNA τα οποία θα είναι οι πιθανές λύσεις του
προβλήματος. Όσο παράξενο και αν ακούγεται αρχικά, η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ένα σημαντικό
και αν μη τι άλλο καινοτόμο βήμα στο χώρο της επιστήμης και συνάμα της πληροφορικής. Το
πείραμα δηλαδή είναι σε θέση να λύσει ιδιαίτερα σύνθετα προβλήματα τα οποία μπορεί να
έχουν πάνω από ένα εκατομμύριο πιθανές λύσεις. Αυτό συμβαίνει γιατί ο υπολογιστής έχει την
ικανότητα να αξιοποιεί τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται τα τμήματα του DNA μεταξύ τους και έτσι
απορρίπτει όποιο σκέλος δεν είναι χρήσιμο μέχρι να καταλήξουμε στην επιθυμητή λύση.

Επιπρόσθετα, ένα πλεονέκτημα του συγκεκριμένου υπολογιστή σε σχέση με τους ψηφιακούς
ηλεκτρονικούς υπολογιστές είναι ότι ένας υπολογιστής DNA λειτουργεί παράλληλα, πράγμα
που σημαίνει πως ο χρόνος επίλυσης ενός προβλήματος αυξάνεται γραμμικά (2..4..6..8 ) σε
αντίθεση με τους υπολογιστές που λειτουργούν σειριακά και ο χρόνος λειτουργίας τους αυξάνεται
εκθετικά(2..4..8..16).Αδιαμφισβήτητα, οι εφαρμογές των DNA υπολογιστών μπορούν να επεκταθούν
σε πολλούς τομείς και να έχουν ιδιαιτέρως σημαντικά οφέλη. Για παράδειγμα άνετα θα μπορούσαμε
να χρησιμοποιήσουμε τους υπολογιστές αυτούς για τον έλεγχο βιολογικών και χημικών συστημάτων
όπως χρησιμοποιούνται ανάλογα συστήματα για τον έλεγχο μηχανικών και ηλεκτρικών συστημάτων.

Ο Adleman για παράδειγμα πρότεινε ότι τα συστήματα αυτά μπορούν να εφαρμοστούν σε
ζωντανούς οργανισμούς ,δηλαδή σε ζωντανά κύτταρα με σκοπό να τρέξουν προγράμματα που
θα ενεργοποιήσουν και θα έχουν ταυτόχρονη αλληλεπίδραση με βιοχημικές διαδικασίες που
λαμβάνουν χώρα στον οργανισμό. Πιο συγκεκριμένα, ενώ ένας κλασικός υπολογιστής πυριτίου
λειτουργεί βασιζόμενος στις λογικές πύλες, δηλαδή σε ψηφιακές διατάξεις που δέχονται ως
τιμές εισόδου δεδομένα και δίνουν μία έξοδο, στους μοριακούς υπολογιστές την θέση του
πυριτίου παίρνουν τα βιολογικά μακρομόρια. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, οι υπολογιστές DNA κάνουν
την επεξεργασία των δεδομένων καθώς επίσης και την επίλυση προβλημάτων μέσω βιοχημικών
αντιδράσεων. Μία τέτοια λειτουργία ανοίγει τον δρόμο για την δημιουργία βιο-αισθητήρων ,οι
οποίοι θα μπορούν να αντιμετωπίζουν διάφορες ασθένειες.

Σίγουρα ένας υπολογιστής DNA έχει πολύ δρόμο για να ξεπεράσει έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή
με τις τεράστιες δυνατότητες που έχουν ενσωματωθεί σε αυτούς ειδικά τις τελευταίες δεκαετίες
και σαφώς το κατασκευαστικό στάδιο που βρίσκονται οι υπολογιστές αυτοί τους αφήνει χώρο για
λάθη. Όμως οι ερευνητές διευκρινίζουν ότι ο βασικός στόχος τους δεν είναι να ανταγωνιστούν τους
ηλεκτρονικούς υπολογιστές με βάση το πυρίτιο, όσον αφορά την ταχύτητα επεξεργασίας, αλλά
να εμπλουτίσουν την βιοχημεία, έτσι ώστε οι συμπεριφορές των μακρομορίων να μπορούν να
προγραμματιστούν και τα βιοχημικά συστήματα να αναλαμβάνουν δράση στο χημικό επίπεδο.

Προφανώς ,λοιπόν, ο ερχομός αυτών των υπολογιστών στο φως αποτελεί μία πραγματική
επανάσταση στην τεχνολογία που συνεργάζεται με το DNA.Τον προηγούμενο αιώνα καταφέραμε
να ελέγχουμε τα ηλεκτρόνια. Αυτόν τον αιώνα ήρθε μάλλον η σειρά της βιολογίας και για ακόμα
καλύτερα αποτελέσματα ο συνδυασμός της με τον τομέα της πληροφορικής. Θα μπορούσαμε
να πούμε ότι τα βιολογικά αυτά μόρια είναι θαυμαστές μηχανές ..είναι μια απίστευτη ίσως
εργαλειοθήκη που μας έχει απλά χαριστεί …ας αρχίσουμε να την εξερευνούμε…!