پاورپوینت ساختار DNA و استفاده آن در صنعت

پاورپوینت ساختار DNA و استفاده آن در صنعت (pptx) 22 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 22 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

ساختار DNA و استفاده آن در صنعت 1 مقدمه مطابق قانون مور Moor Law1 هر 18 ماه، تعداد قطعات الکترونیکی موجود در تراشه ‏ های کامپیوتری Chip دو برابر می‏شود و سرعت نیز چند برابر افزایش می‏یابد. از طرفی هر روز شاهد کوچک‏تر شدن وسایل الکترونیکی هستیم؛ اما بالاخره سرعت فیزیکی و کوچک‏سازی برای ریزپردازنده‏ های Microprocessor سیلیکونی (نیمه‏هادی به کار رفته در ساخت مدارهای الکترونیکی) به پایان خواهد رسید؛ به طوری که از نظر ساخت کارخانه‏ای با مشکل روبه‏رو خواهیم شد. 2 ساختار DNA . مولکول DNA 2 مارپیچی دوگانه است و برای تجسم این مارپیچ، «ستون فقرات» متناوبی از گروه‏های فسفات و قند را در نظر بگیرید که حول یک استوانه فرضی بلند، پیچیده شده باشد؛ این یکی از رشته‏های مارپیچ دوگانه است. در مارپیچ DNA ، دو رشته وجود دارد که توسط بازهایی که بیرون از رشته‏ها به سمت مولکول قرار دارند، با تشکیل پیوندهای شیمیایی ضعیف یکدیگر را نگه می‏دارند. 2. در DNA ، چهار نوع نوکلئوتید واحد ساختاری DNA وجود دارد که عبارتند از آدنین A، تیمین T، سیتوزین C وگوانین G 3 شباهت سیستم های کامپیوتری و DNA میزان آدنین و تیمین برابر است؛ زیرا بازهای آدنین در یکی از دو رشته، همیشه به تیمین رشته مقابل می‏پیوندد. به طور مشابهی میزان گوانین با سیتوزین نیز برابر است؛ زیرا دو باز در مولکول DNA ، همواره به هم پیوند می‏خورند. از این‏رو، اگر دو رشته مولکول DNA با شکستن پیوندهای بین بازها جدا شوند، هر رشته تمام اطلاعات لازم جهت سنتز رشته مقابل را فراهم می‏کند. 4 شباهت سیستم های کامپیوتری و DNA توانایی خود همانندسازی DNA ، قابلیتی است که هر مولکول فرضی به عنوان ماده ژنتیکی باید آن را داشته باشد. DNA نیز این گونه است؛ به طوری که با جدا شدن هر دو رشته مارپیچ از هم و سپس الگو قرار دادن هر رشته برای سنتز رشته جدید، همانندسازی می‏کند. مهم‏تر این‏که مدل واتسون - کریک نشان داد که اطلاعات ژنتیکی به نحوی در ردیف بازهای مولکول DNA رمزشده است؛ درست و همانند آن چه که در کامپیوترها اتفاق می‏افتد؛ یعنی ذخیره داده‏ها به صورت رشته‏ های دودویی Binary متشکل از دو رقم 0 و 1 می‏باشد. 5 مزایا تراکم داده‏ای DNA یا همان حجم اطلاعاتی که می‏تواند در خود نگه دارد، در مقایسه با کامپیوترهای امروزی، فوق‏العاده است. این در حالی است که بیش از 10 تریلیون مولکول DNA در یک سانتی‏متر مکعب (0/06 اینچ مکعب) جای می‏گیرد. با این حجم از DNA می‏توان 10 ترا بایت (1000 گیگا بایت) اطلاعات را ذخیره نمود و 10 تریلیون محاسبه را در یک لحظه به انجام رساند. همچنین یک گرم DNA خشک که تقریباً به اندازه نصف یک حبه قند است می‏تواند اطلاعات یک تریلیون CD را در خود ذخیره کند. تراکم موءثر DNA حدود 100000 بار، بیشتر از هارد دیسک‏ های مدرن است. 6 ویژگی های قطعات الکترونیکی مولکولی DNA بصورت طبیعی دو تا از سه ویژگی عمده ای که از قطعات الکترونیکی مولکولی انتظار می رود، از خود نشان می دهد که این ویژگی ها عبارتند از : شناسائی و ساختاربندی قابل تعیین در مورد ترتیب و طول شناسائی و ساختاربندی قابل تعیین در مورد طول برای اجرای مشتقات DNA برای کاربردهای دستگاه های الکتریکی مورد نیاز است، هدایت الکتریکی است که هنوز در مورد DNA طبیعی قابل بحث و مجادله است. 7 قابلیت های DNA در طبیعت آنزیم‏هایی وجود دارد که مولکول DNA را cut می‏کنند. آنزیم‏هایی هستند که عمل paste انجام می‏دهند و آنزیم‏هایی برای copy و نیز آنزیم‏هایی برای تعمیر repair مولکول DNA وجود دارند و حتی چیزی فراتر از اینها و همانند یک واحد پردازش مرکزی کامپیوتر CPU وجود دارد که دارای یک سری از اعمال پایه، نظیر عملیات جمع add4، انتقال بیتی bit-shifting و عمل‏گرهای منطقی AND-OR-NOT-NOR است که به ما اجازه بسیاری از محاسبات پیچیده را می‏دهند. 8 آینده سیستم های کامپیوتری نانوکامپیوترها با موادی در ابعاد مولکولی سر و کار دارند و نویدبخش ساخت کامپیوترهای بسیار کوچک و سریع‏تر هستند. از سری کامپیوترهای در ابعاد نانو، کامپیوترهای DNA می‏باشند که ترکیبی از مولکول DNA به همراه آنزیم‏های پردازش مولکول و چند قطره آب می‏باشند. ورودی، خروجی و برنامه نرم‏افزاری ماشین تورینگ، همگی از مولکول DNA ساخته شده‏اند. 9 مزیت رایانه های ژنتیکی 1-این رایانه ها بسیار کوچک ولی با ظرفیت بالا هستند. 2-یک پوند دی ان ای ظرفیتی بیشتر از تمامی رایانه های موجود دارد. 3-سرعت و حجم محاسبات بسیار بالا می رود. 4-قدرت محاسباتی این رایانه به اندازه ی اشک چشم از سوپر رایانه ها بیشتر است. 5-دی ان ای از سلول های ارگانیزمیست که در دسترس و ارزان است و مشکلات سمی بودن و جذب در طبیعت را ندارد. 10