Komputasi DNA: Perbedaan antara revisi

'''Komputasi DNA''' adalah cabang [[Komputasi (teknologi informasi)|komputasi]] yang menggunakan perangkat keras [[Asam deoksiribonukleat|DNA]], [[biokimia]], dan [[Biologi molekular|biologi molekuler]], alih-alih [[teknologi]] [[komputer]] berbasis silikon tradisional. Penelitian dan pengembangan di bidang ini menyangkut teori, eksperimen, dan aplikasi komputasi DNA. Istilah "molektronik" kadang-kadang digunakan, tetapi istilah ini telah digunakan untuk teknologi sebelumnya, saingan yang tidak berhasil dari [[sirkuit terpadu]] pertama;<ref>"Molectronic Computer Shown by [[Texas Instruments|Texas Instr.]]", unknown publication, circa 1963, in Box 2, Folder 3, listed in ''[[Jack Kilby]] Papers: A Guide to the Collection'', Southern Methodist University. [http://lib.texas.edu/taro/smu/00116/smu-00116.html]{{Pranala mati|date=July 2015}}.</ref> istilah ini juga telah digunakan secara lebih umum, untuk teknologi elektronik skala molekuler.<ref>"Application-specific methods for testing molectronic or nanoscale devices" (filed April 1, 2004), Patent US 7219314 B1. [http://google.com/patents/US7219314] .</ref>

Bidang ini awalnya dikembangkan oleh [[Leonard Adleman]] dari [[Universitas California Selatan|University of Southern California]], pada tahun 1994.<ref>{{Cite journal|last=Adleman|first=L. M.|year=1994|title=Molecular computation of solutions to combinatorial problems|journal=Science|volume=266|issue=5187|pages=1021–1024|bibcode=1994Sci...266.1021A|doi=10.1126/science.7973651|pmc=|pmid=7973651}}</ref> Adleman menunjukkan [[ Bukti dari konsep|bukti]] dari [[ Bukti dari konsep|konsep]] DNA sebagai bentuk perhitungan yang memecahkan masalah jalur tujuh-titik [[ Masalah jalur Hamilton|Hamiltonian]]. Sejak percobaan Adleman awal, kemajuan telah dibuat dan berbagai [[mesin Turing]] telah terbukti konstruktif.<ref>{{Cite journal|last=Boneh|first=D.|last2=Dunworth|first2=C.|last3=Lipton|first3=R. J.|last4=Sgall|first4=J. Í.|year=1996|title=On the computational power of DNA|journal=Discrete Applied Mathematics|volume=71|issue=1–3|pages=79–94|doi=10.1016/S0166-218X(96)00058-3|pmc=|pmid=}} &#x2014;— Describes a solution for the [[persoalan keterpuasan boolean|boolean satisfiability problem]]. Also available here: {{Cite web|url=http://www.cs.tau.ac.il/~kempe/TEACHING/SEMINAR-LENS-SPRING08/boneh95DNAcomputational.pdf|title=Archived copy|archive-url=https://web.archive.org/web/20120406103849/http://www.cs.tau.ac.il/~kempe/TEACHING/SEMINAR-LENS-SPRING08/boneh95DNAcomputational.pdf|archive-date=2012-04-06|dead-url=yes|access-date=2011-10-14}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Lila Kari|last2=Greg Gloor|last3=Sheng Yu|date=January 2000|title=Using DNA to solve the Bounded Post Correspondence Problem|url=http://citeseer.ist.psu.edu/kari00using.html|journal=Theoretical Computer Science|volume=231|issue=2|pages=192&ndash;203192–203|doi=10.1016/s0304-3975(99)00100-0|access-date=2019-07-09|archive-date=2008-04-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20080418225001/http://citeseer.ist.psu.edu/kari00using.html|dead-url=yes}} &#x2014;— Describes a solution for the bounded [[ Posting masalah korespondensi |Post correspondence problem]], a hard-on-average NP-complete problem. Also available here: [http://www.csd.uwo.ca/~lila/pdfs/Using%20DNA%20to%20solve%20the%20Bounded%20Post%20Correspondence%20Problem.pdf]</ref>

Sementara minat awal adalah dalam menggunakan pendekatan baru ini untuk mengatasi masalah [[ NP-keras|NP-hard]], segera disadari bahwa mereka mungkin tidak paling cocok untuk jenis komputasi ini, dan beberapa proposal telah dibuat untuk menemukan "[[ Aplikasi pembunuh|aplikasi pembunuh]]" untuk pendekatan ini. Pada tahun 1997, ilmuwan komputer Mitsunori Ogihara bekerja dengan ahli biologi Animesh Ray menyarankan seseorang untuk mengevaluasi [[ Sirkuit Boolean|sirkuit Boolean]] dan menggambarkan implementasi.<ref>M. Ogihara and A. Ray, [http://wwwcp.tphys.uni-heidelberg.de/comp-phys/handouts/Boolean2.pdf "Simulating Boolean circuits on a DNA computer"]. Algorithmica 25:239–250, 1999.</ref><ref>[http://partners.nytimes.com/library/cyber/week/052197dna.html "In Just a Few Drops, A Breakthrough in Computing"], ''[[The New York Times]]'', May 21, 1997</ref>

Pada tahun 2002, para peneliti dari [[Institut Sains Weizmann|Weizmann Institute of Science]] di Rehovot, Israel, meluncurkan mesin komputasi molekuler yang dapat diprogram yang terdiri dari enzim dan molekul DNA alih-alih microchip silikon.<ref>{{Cite web|url=http://news.nationalgeographic.com/news/2003/02/0224_030224_DNAcomputer.html|title=Computer Made from DNA and Enzymes|last=Lovgren|first=Stefan|date=2003-02-24|website=National Geographic|access-date=2009-11-26}}</ref> Pada tanggal 28 April 2004, [[ Ehud Shapiro|Ehud Shapiro]], Yaakov Benenson, Binyamin Gil, Uri Ben-Dor, dan Rivka Adar di [[Institut Sains Weizmann|Weizmann Institute]] mengumumkan dalam jurnal [[Nature]] bahwa mereka telah membangun komputer DNA ditambah dengan modul input dan output yang secara teori akan mampu mendiagnosis aktivitas [[kanker]] dalam sel, dan melepaskan obat anti-kanker setelah didiagnosis.<ref name="shapiro_cancer">{{Cite journal|last=Benenson|first=Y.|last2=Gil|first2=B.|last3=Ben-Dor|first3=U.|last4=Adar|first4=R.|last5=Shapiro|first5=E.|year=2004|title=An autonomous molecular computer for logical control of gene expression|journal=Nature|volume=429|issue=6990|pages=423–429|bibcode=2004Natur.429..423B|doi=10.1038/nature02551|pmc=3838955|pmid=15116117}}. Also available here: [https://web.archive.org/web/20131023055858/http://www.wisdom.weizmann.ac.il/~udi/papers/automoleculcomp_nat04.pdf An autonomous molecular computer for logical control of gene expression]</ref>

Pada Januari 2013, para peneliti dapat menyimpan [[foto]] JPEG, satu set soneta Shakespeare, dan file audio [[Martin Luther King Jr.|pidato Martin Luther King, Jr.]] [[I Have a Dream]] pada [[penyimpanan data digital DNA]].<ref>[{{Cite web |url=http://www.sciencenews.org/view/generic/id/347702/description/DNA_stores_poems_a_photo_and_a_speech |title=DNA stores poems, a photo and a speech |{{!}} Science News] |access-date=2019-07-09 |archive-date=2013-07-27 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130727044202/http://www.sciencenews.org/view/generic/id/347702/description/DNA_stores_poems_a_photo_and_a_speech |dead-url=yes }}</ref>

Pada Maret 2013, para peneliti menciptakan [[ Transkriptor|transkriptor]] (transistor biologis).<ref>{{Cite journal|last=Bonnet|first=Jerome|last2=Yin|first2=Peter|last3=Ortiz|first3=Monica E.|last4=Subsoontorn|first4=Pakpoom|last5=Endy|first5=Drew|year=2013|title=Amplifying Genetic Logic Gates|journal=Science|volume=340|issue=6132|pages=599–603|bibcode=2013Sci...340..599B|doi=10.1126/science.1232758|pmid=23539178}}</ref>

Penelitian terbaru tentang komputasi DNA dapat melakukan komputasi DNA reversibel yang membawanya selangkah lebih dekat dengan komputasi berbasis silikon yang digunakan di PC. Secara khusus, [https://users.cs.duke.edu/~reif/index.htm John Reif] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190201104419/https://users.cs.duke.edu/~reif/index.htm |date=2019-02-01 }} dan kelompoknya di Universitas Duke mengusulkan dua teknik berbeda untuk menggunakan kembali kompleks DNA komputasi. Desain pertama menggunakan gerbang dsDNA<ref>{{Cite journal|last=Garg|first=Sudhanshu|last2=Shah|first2=Shalin|last3=Bui|first3=Hieu|last4=Song|first4=Tianqi|last5=Mokhtar|first5=Reem|last6=Reif|first6=John|date=2018|title=Renewable Time-Responsive DNA Circuits|journal=Small|language=en|volume=14|issue=33|pages=1801470|doi=10.1002/smll.201801470|issn=1613-6829|pmid=30022600}}</ref> sedangkan desain kedua menggunakan kompleks hairpin DNA.<ref>{{Cite journal|last=Eshra|first=A.|last2=Shah|first2=S.|last3=Song|first3=T.|last4=Reif|first4=J.|date=2019|title=Renewable DNA hairpin-based logic circuits|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/8642913/|journal=IEEE Transactions on Nanotechnology|pages=1|doi=10.1109/TNANO.2019.2896189|issn=1536-125X}}</ref>

Komputasi DNA adalah suatu bentuk [[komputasi paralel]] yang mengambil keuntungan dari banyak molekul DNA yang berbeda untuk mencoba berbagai kemungkinan sekaligus.<ref>{{Cite journal|last=Lewin|first=D. I.|year=2002|title=DNA computing|journal=Computing in Science & Engineering|volume=4|issue=3|pages=5–8|doi=10.1109/5992.998634|pmc=|pmid=}}</ref> Untuk masalah khusus tertentu, komputer DNA lebih cepat dan lebih kecil daripada komputer lain yang dibuat sejauh ini. Selain itu, perhitungan matematis tertentu telah terbukti bekerja pada komputer DNA. Sebagai contoh, molekul [[Asam deoksiribonukleat|DNA]] telah digunakan untuk mengatasi [[ Masalah penugasan|masalah penugasan]].<ref>{{Cite journal|last=Shu|first=Jian-Jun|last2=Wang|first2=Q.-W.|last3=Yong|first3=K.-Y.|date=2011|title=DNA-based computing of strategic assignment problems|journal=Physical Review Letters|volume=106|issue=18|pages=188702|bibcode=2011PhRvL.106r8702S|doi=10.1103/PhysRevLett.106.188702|pmid=21635133}}</ref>

* [http://www.dna-computing.org/ International Meeting on DNA Computing and Molecular Programming] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200225193551/http://www.dna-computing.org/ |date=2020-02-25 }}