Site Rengi

BilgiliUsta.com | Aradığınız Her Bilginin Adresi.

Deoksirübo Nükleik Asit Bilgi Depolayabilir mi?

  • 21 Ekim 2021
  • Deoksirübo Nükleik Asit Bilgi Depolayabilir mi? için yorumlar kapalı
  • 111 kez görüntülendi.
Deoksirübo Nükleik Asit Bilgi Depolayabilir mi?

DNA Veri Depolayabilir mi?Günümüzde, çağdaş arşivleme teknolojisi, artan bilgi dağına yetişememeye başladı. Bu sebeple bu mevzuda yeni teknolojilere lüzum vardır ve doğa bu mevzuda bize takviyeci olabilir.

2011 senesinde European Bioinformatics Institute EBI’de çalışan bir takım Deoksirübo Nükleik Asit üzerinde bilgi depolamaya müteveccih bir fikir geliştirdi. Fakat, Deoksirübo Nükleik Asit depolaması mikrosaniye zaman ölçeğinde yazma ve okuma için silikon hafıza yongalarına göre oldukça yavaş olacaktı. Bilgiyi, birleşim edilen Deoksirübo Nükleik Asit zinciri üzerine kodlamak ve bu bilgiyi okumak saatler alacaktı. Fakat hücre içerinde tam bir genom üryan gözle görünmez olacaktı. Depolanan bilginin yoğunluğu açısından ise, silikonun ötesinde olacaktı. Bu sebeple Deoksirübo Nükleik Asit, uzun süreli arşivleme için çok avantajlıdır.

Deoksirübo Nükleik Asit; adenin, guanin, sitozin ve timin olmak üzere dört tane nükleotit ismi verilen yapı ünitelerinden oluşur ve bu dört değişik nükleotitin kombinasyonu birbirinden değişik Deoksirübo Nükleik Asit dizilerini oluşturur. Deoksirübo Nükleik Asit birleşimlemesi ve dizilemesinde her 100 nükleottite bir kusur görülebilir. Bu da büyük ölçekte depolanmış olan bilgiyi güvenilmez hale getirir. Deoksirübo Nükleik Asit baz çiftlerine, bitler kusurun düzenlenmesi ve onarılması muhtemel olacak biçimde kodlanabilir mi?

European Bioinformatics Institute’de çalışan bir takım, Deoksirübo Nükleik Asit’ya beş dosya kodlayabildiklerini açıkladı. Bu dosyaların içerisinde Shakespeare’in şiirleri ve Martin Luther King’in konuşmasından kısımlar da vardı. 2016 senesinde bu kodlamanın ebadı 200 MB’a erişti.

Kalıcı arşivlerin depolanması için daha önceki model manyetik kasetler pek seçim edilmez. Öbür usullere göre daha büyük yoğunlukta bilgi depolayabilmelerine karşın, okuması daha yavaştır. Ayrıca, 1 milyar gigabyte kasete depolandığında 1 milyar Amerikan dolarına mülk olur ve oluşturulması 10 sene sürer. Moleküler bilgi depolaması ise, bu zorunlulukları eksiltir. Şayet bilgiler E.coli bakterisindeki genoma ambalajlanırsa, dünyadaki depolama lüzumu 1 kilo Deoksirübo Nükleik Asit ile karşılanabilir. Bu potansiyele erişmek pek kolay olmayacaktır. Zira, Deoksirübo Nükleik Asit basmakalıp depolama taşıtlarından değişik olarak canlı bir vasıtadır. Bunu muvaffak olabilmek için bilginin yalnızca Deoksirübo Nükleik Asit’da kodlanması ve bilginin alınması için, Deoksirübo Nükleik Asit zincirinin daha ucuz ve tez birleşimlenmesi gerekiyor.

DNA Veri Depolayabilir mi?Uzun Süreli Hafıza

Dijital bilgideki birleri ve sıfırları Deoksirübo Nükleik Asit’nın dört bazı içerisine geçiren ilk birey Joe Davis , 1988 senesinde Harvard’taki analistlerle beraber çalışıyordu. E.coli bakterisine yerleştirdiği Deoksirübo Nükleik Asit dizisi yalnızca 35 bit kodluyordu.

Davis bugün bu mevzu üzerinde EBI’deki laboratuvarda çalışmaktadır. Buradaki analistler Deoksirübo Nükleik Asit birleşimleme ve dizileme maliyetini düşürmeyi amaçlamaktadırlar. Aynı takım, çok kısa Deoksirübo Nükleik Asit zincirlerinin 659KB depolamasını sağladılar. İkili koddaki sıfır adenin ya da sitozin olarak kodlanmıştır. Bir ise guanin ya da timin olarak kodlanmıştır. Bu da analistlerin özellikle guanin ve sitozin nükleotitlerinin yoğun olduğu bölgelerde okuma problemini kaldırarak diziyi planlamasını sağlıyordu. Bu iplikler dizilendiğinde 22 kusur bulundu. Bu kusurlar da güvenilir bir bilgi depolama için çok fazla sayılmaz.

EBI’deki analistler 739 KB bilgiyi depolamak için, görüntü ses dosyaları ve Watson ve Crick’in Deoksirübo Nükleik Asit’nın çift helezoni yapısını açıkladığı yazının PDF versiyonu da dahil, çok rakamda Deoksirübo Nükleik Asit zinciri kullandı. Yineleyen bazlardan kaynaklanan yanılgılardan sakınmak için, ikili kod yerine, 0, 1 ve 2’nin de dahil olduğu üçlü kod kullanılmıştır. Bilgi merkezlerinde bir hard diske üç seneden fazla güvenilmemesine karşın, bilgi Deoksirübo Nükleik Asit üzerine yazıldığında istenildiği rastgele bir zaman tekerrür okunabilir. Burada tesirli olan nokta, Deoksirübo Nükleik Asit’nın yoğunluğu ve istikrarlılığıdır.

DNA Veri Depolayabilir mi?Standart dizileme usulleri kullanılarak, Deoksirübo Nükleik Asit’nın her bir zincirinin okunması muhtemel değildir ama bilgilerin okunması için buna lüzum dinlenir. Analistler bu gidişata bir çözüm getirebilmek için öncelikle çok minik Deoksirübo Nükleik Asit parçalarına bilgi depoladılar. Daha sonra polimeraz zincir tepkini PCR ismi verilen bir usulle bilgi kodlayan Deoksirübo Nükleik Asit’nın çok rakamda kopyasını çıkarttılar. Kopya rakamının çoğalması, dizilemeyi daha süratli ucuz ve evvelki usullere göre daha güvenilir hale getirdi.

İllinois Üniversitesi’nden bir araştırma grubu, kodlanan dizileri yine yazmak için yeni bir yaklaşım geliştirdi. Bu usulde bilgiler, uzun Deoksirübo Nükleik Asit zincirleri üzerinde depolanır. PCR ya da CRISPR-Cas9 genom editleme usulleri de emin bir diziyi seçmek, arttırmak ve yine yazmak için kullanılır.

Dizinin okunması sırasında Deoksirübo Nükleik Asit zincirinin katlanması ve zincirdeki dizilerin üst üste gelmesi mesele yaratabilir. Bunu aşabilmek için ise ileri düzey matematiksel hesaplamalar lüzumludur.
Şu an yapılan çalışmalarda 700 KB bilgi Deoksirübo Nükleik Asit üzerinde depolanabilmektedir. Fakat bu düzeyin 1000 katına erişilse dahi bu yalnızca bir CD ebadı oluşturuyor. Bu sebeple bu teknoloji, henüz dünya çapında bilgi arşivleme için yeterli düzeyde değildir. Ortaya çıkan bu kısıtlamanın sebebi, Deoksirübo Nükleik Asit birleşiminin yeteri kadar süratli olmamasıdır. Deoksirübo Nükleik Asit’ya her bir yeni nükleotidin ilave edilmesi 400 saniye alır. Bu süratten dolayı fazla ölçüde bilgi depolaması yapılabilmesi için milyarlarca Deoksirübo Nükleik Asit zincirinin eş zamanlı olarak birleşimlenmesi gerekiyor. Şu anki maksimum eş zamanlı imal ise 10,000 zincir ile hudutludur.

DNA Veri Depolayabilir mi?Yakın bir zamanda silikona dayalı depolama usullerinin dışında seçeneklere lüzum dinleneceği öngörülmektedir. Bu mevzuda yapılan çalışmalar araştırıldığında, Deoksirübo Nükleik Asit üzerinde bilgi depolama umut verici bir alternatiftir. Fakat, bu teknolojinin büyümesi ve kullanılması için 100,000 kat oranında depolama kapasitesinin çoğalması gerekiyor.

ZİYARETÇİ YORUMLARI

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.

BİR YORUM YAZ