Computerra ДНК перфектно съхранение

Противно на общоприетото схващане, крехкостта - не основният проблем, измислен от човек на цифрови устройства за съхранение. В действителност, перфокарти и хартиена лента може да съхранява данни в продължение на стотици години, но колко често ги използват през последните четири? Магнитни барабани, лентови устройства и осигурява безпроблемно съхранение в продължение на десетилетия - и все още в най-модерния personalkah те също вече не са видими. Не се налага да се рушат, от мода, оптични дискове и дори NAND се развива пред очите ни - и десет години по-късно (само стандартния срок за такива чипове), за да прочетете днешния "светкавица" със сигурност ще бъде проблематично. Някой мечтае "холография", но, съвсем честно, вярваш ли, че ще се простират по-дълго, отколкото техните предшественици?

Прекарването на половин век, за да се развие идеалното устройство, трябва да признаем, че идеалът все още не е постигнато. Всяка година носи нещо ново, нещо по-бързо или обемен. И може би затова все по-често чуваме гласа на една малка група от ентусиасти ренегати призовават почти буквално "да се върнем към основите". Те се карат, наричайки работата си е загуба на време, но те са направили безспорен напредък през последните петнадесет години. Тук, "групата" не означава, че хората да работят в рамките на стените на една институция или фирма, а само, че обединени от обща идея. И цялата идея е проста: идеален за съхранение на информация отдавна построена. Nature. Тази ДНК спирала.

Опростяване малко, можем да кажем, че за една жива клетка ДНК верига служи като програма. Клетката като машина с цифрово управление, гласи лента ДНК инструкции, след която събира протеин. Информация нейната плътност е огромен: според последните оценки, един грам ДНК може да се запише повече от 400 екзабайта - и да си представим колко е голяма тази цифра, не забравяйте, че преди няколко години, цялата информация, натрупани от човечеството, се оценява на по-малко от две хиляди екзабайта. Дори прави отстъпка от неточност, тя ни дава възможност да се разгледа спирала на ДНК-плътната начина на опаковане на цифрови данни от всички практически достъпно за човека.

Уникалната способност на ДНК може лесно да се обясни, като се използва бръснач на Окам: естеството на опитвайки се да сведат до минимум неблагоприятните външни въздействия, очевидно, тя е решила проблема за съхраняване на информация с помощта на най-малко количество материали. Въпреки това, на действителния капацитет - отново не най-ценното, което е в ДНК. Когато не е по-ценно от "технологичен" зрялост.

Смята се, че механизмът на генетичната информация се появява на Земята в същото време от самия живот, а след това има най-малко преди 3,5 милиарда години (това е спиралата на ДНК или РНК спирала на сестра си, в контекста на нашата дискусия, е без значение). За съжаление, не са достигнали такива древни ДНК вериги (в естествената среда на такава молекула, има около един милион години), но тези фрагменти, които могат да бъдат изолирани от солта запазена в кристали chetvertmilliardnoy-старите образци имат същата структура като ДНК спирала съвременни живи същества. Ние можем да ги прочете, като се използват същите инструменти, които използваме, за да прочетете ДНК в Drosophila, прасе, човече. С други думи, на ефективността на съхранението на информация в ДНК е сертифициран от време, никой от нас не е измислил дискове близо и не е необходима за гладкото протичане на степен.

На първо място, ДНК спирала не може да бъде безкрайно дълго - отчасти поради природни ограничения, отчасти се дължи на несъвършенството на съвременния "писмена форма" техника. Това принуждава разделения "файла" в сегменти, които могат да се настанят около стотина байта всеки. За четене, обаче, все още е твърде ДНК ще трябва да се реже, така че основният проблем - за отбелязване на сегменти, за да ги четат, след като могат да се събират в оригиналния ред. Като се има предвид механични, термични, химични крехкостта на ДНК (отклонението от комфорта на условията на живот на протеина засяга безопасността на нуклеотидните вериги фатални), е необходимо да се вземат мерки за коригиране на грешки. Всичко това прави дължини марка и се подлага на номера на последователност на кодиране за коригиране на грешки (например, Рийд-Соломон код - по този начин, което се използва по-специално за оптични дискове).

Най-новото постижение, което сега се тръби за научната преса, дължи именно на защитата от вредните последици и е собственост на швейцарския учен. Те научихме да приключи ДНК спирала сегменти в размер нанометър защитна обвивка от кварцово стъкло. По този начин е било възможно при запазване на ДНК за 83 килобайта на запис на данни, за да ги прочетете, след една седмица на съхранение при температура 70 градуса по Целзий. При ниски температури на данните за тази кола ще са оцелели в продължение на милиони години.

Така че, представете си, че цената на писане и четене на ДНК спирала падна с няколко порядъка (като говорите). Научете собствения си геном и да се определи тяхната чувствителност към опасни болести в момента - това е на пет минути и посещение на лекар. Но сега е грях да не се използва ДНК като перфектен диск. X файл, записан на ДНК спирала, и (в биореактор, със среден размер на съда) се репликира милион милиона копия. Всеки един от тези обгръща защитна кожа (дори и по метода, предложен от Швейцария), а след това се поставя в един вид инертен течност се оттича в тръбата и изпратени, например, във фризера, където той може да остане в продължение на стотици години. Или в подземен свод при полюсите, където милиони ще лъжат.

Не е много практично? Твърде. Семеен фотоархив магазин, тъй като едва ли някой би. Въпреки това, капацитетът и гарантиран технологичната зрялост на устройството може да реши проблема с помощта на много по-амбициозни и, като цяло, важно за една цивилизация: да организира архив на всички запазени човек.

ДНК архив е в състояние да побере всичко, до най-малките лични страници и незабавни съобщения, практически всяка частица, генерирани от човечеството. Всичко, което ни засяга, но това не се съхранява навсякъде, и без които реконструкция на хода на събитията за бъдещите поколения не е възможно (по-нататък на проблема с цифров амнезия). Гарант на безопасност ще бъде самата природа: писане и четене на механизма за спирала на ДНК не се е променило в продължение на милиарди години - да кажа достатъчно за нашето време!

>> Отчитайки механични, термични, химични ДНК крехкостта
(Отклонение от уюта на протеин засяга условията на живот
запазване на нуклеотидни вериги фатални), трябва да се предприемат действия и
за корекция на грешки.

Между другото, в себе си вече дублира ДНК самата структура. Има ензими, които са намалени и повреда на един път съгласно сдвоено нуклеотид.

Както и да е - без да се задейства клетъчни механизми са необходими. Първо, ДНК се съхранява в сгъната форма (третична структура) е компактен същество намира в ядърце обвивка. Увит увреждане на ДНК е много трудно, почти може да се предположи, че всички вреди, които се среща само в развитите ДНК.

И цялата работа на клетката се контролира от частична обработка на кодови копия на РНК молекули.

Това е, което аз - .. Всички необходими механизмите за наблюдение на целостта на съсирек инсталиране и настройка, копиране, възстановяване и т.н. вече са в експлоатация механизъм клетки, и те заемат много малка част от кода. Така че най-лесният начин да не измисли нищо себе си, а просто да се научат да използват инструментите, приготвени дълги отработените часове.

Оттук и въпросът - как да се контролира ензимите в клетката от външната страна и как да ги вземем да се върне съобщения?

Същото не е най-трудно случай - използва virusopodnobnyh ДНК сегменти. Питам вирус първо четене и запис режим и клетъчни маркери, като изберете от околните купчина вирусни контейнери, генерира допълнителен код на ДНК. При достигане на лимита на капацитета на клетките, или липсата на компютърни вируси в средата, той отделя на процеса на закриване ензим. Ензим-предаване на вируса на командването й, включително режим за съхранение на информация. Когато четете необходимо, репликацията на вируса е започнало и клетката генерира няколко вирусни-контейнери.
В резултат на това ние имаме една колония от клетки, изпълняващи функцията на библиотеката. За да я истината трябва да се поддържа система API. С една дума, то е време да се преосмисли biblotekarya животно ...

> С една дума, то е време да се преосмисли библиотекарят на животните ...
Какво става, ако след няколко милиарда преди, това вече е направено, и цялата ни земен живот - не повече от един продукт от запазването на ДНК в нечия библиотека? )

И между другото на въпроса "да губи на четеца на карти" - и, които дори и след милион години, да не говорим за геоложките периоди, предполагам, да дръпне ДНК от гъмжеше същества в долния слой полезна информация, а не само за кодиране им фенотип?

Може би "боклук" и "не-кодиране" ДНК - просто там?

> Може ли "боклуци"

"Trash" това е само за тези, които все още не се знае точно какво прави ... ;-)

ДНК не съществува само по себе си. Тя "рана" на нуклеозомът, които изграждат хроматина. Свойства на хроматин и определи кои ДНК сегменти могат да бъдат прочетени, модифицирани, и т.н. ДНК се екстрахира от хроматина не е в състояние да коригира или или реплицира и е формално вече не носи всяка биологична информация. Това е същото като дръпнете магнитни дискове на твърдия диск събрание, информацията, която те имат, но и да ги направят нищо не може да бъде и да ги считаме за необходимо да прокара обратно в твърдия диск (случай), за да се гарантира оперативната съвместимост и да започнете да четете или писмено. Като се има предвид, че ние все още не знаем, че кодира 70 - 80% от ДНК, ние все още ужасно далеч от ispolzvaniya ДНК.
В допълнение, с надеждата, че определянето на последователността на вашия личен геном ще отговори веднага какво заболявания се разболеят, за съжаление, е твърде хубаво, за да е истина, с изключение на генома - имаме epigenome некодирана РНК и масата на всички, че много "разваля" живота на съвременния биомедицински.

ДНК се екстрахира от хроматина не е в състояние да коригира или или реплицира и е формално вече не носи всяка биологична информация.

Не ставай глупав. Google "полимеразна верижна реакция" и Pfu-полимераза.

За да направите това, вие трябва да добавите към реакцията среда чужд полимераза, грундове, много други компоненти, той поставя в условия на PCR машина за извършване на PCR. Добре, направи копие. Но чрез полимеразна то зависи от това колко грешки съдържа новото копие, тъй като 100% корекция полимераза, все още е само мечта на учените и вече увеличения фрагмент, толкова по-голяма грешка. Коригирайте грешките, е невъзможно. В една нормална PCR реакция, тези грешки не винаги са критични ние имаме един луд количество копия и статистически се опитва да получи вероятностен модел на ДНК фрагмента. Но в случая на съхранение на информацията. Това е същото, както за четене 10000 членове от опции, за да се разбере на изходния код. Направете промените, твърде нов "танцува с дайре", защото ин виво повечето от тези работни процеси контролирано хроматин.

О, небеса! Е, кой ще постоянно синтезира копия на PCR? Синтезирани фрагменти събира (Google: «рекомбиниране"), се клонира в плазмид се трансфектира в дрожди или бактерии за производство в търговски количества. Ако много материал, и може да бъде вкаран в хромозомата (в еукариотна по-трудно, но не и невъзможно).

Проблемът, което виждам е различно: всички рекорда чете геноми скорост, която поздрави последните доклади, базирани основно на подмяната на цялата четене на разликата в генома четене с вече секвениран референтен геном. Нещо като изпращане в "облака" на Делтата между оригиналните и редактират файлове. Това значително ускорява, например, да търсите мутации, но не прави нищо, за да прочетете непознати последователности. Има повече методи, основани на parallelizing четене, но има и много успехи скромен ускорение от време на време, а не на поръчки.

Всичко е наред, но аз не съм на път да се каже. Всичко, което исках е да се отбележи, че ДНК не е единственият източник на информация за съхранение (наследствен или не) в клетката. Изобилие от информация се съдържа в хроматина и може да бъде нещо друго, че ние все още не знаем. ДНК-ориентиран подход, както и ген-ориентирана, наследено от синтетична теория на еволюцията не е много от полза в съвременната биомедицина. И с помощта на някаква част от целия механизъм е малко вероятно да замени съществуващата система за съхранение.

нуклеотиди
(All "информация") във всички 46 хромозоми! "

Да, това е време, за да се направи един миг моментна снимка на целия архив на интернет и спести по-горе метод в леда на Антарктида. Мисля, че това ще бъдат ангажирани в Google.

Е, поне, плътността на съхранение на информация - един бит на нуклеотид. По-висока плътност ще запише само ако най-малко един атом (в кристалната решетка).

ДНК изследвания със сигурност е необходимо, но те са необходими за генно инженерство. медии ДНК съхранение е твърде нестабилна, но това не пречи да се използва същата техника, записи с използване на по-лесен и по-трайни материали.

Любопитни човешкия ум и всичко се обърка. Ще бъдат върти под различни ъгли. консерви различни полимери, въвеждане на различни алгоритми за грешки и да увеличат скоростта на достъп по различни начини. Така че няма разрешение от амнезия не може да бъде спасен.

Да, ние чакаме идиом "хиндуистки генетика". Страх ме е да.