DNA so schwer wie die Erde... - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

DNA so schwer wie die Erde…

Hindernisse auf dem Weg zum DNA-Computer

Mit seiner Berechnung des Hamiltonschen Weges für sieben Knoten hatte Adleman erfolgreich bewiesen, dass DNA im Prinzip mathematische Probleme lösen kann. Doch sein primitiver „Rechner“ war noch weit davon entfernt, den siliziumbasierten Systemen auch nur annähernd das Wasser reichen zu können, geschweige denn, sie zu überflügeln.

DNA-Computer dieser Art schaffen es zwar, innerhalb von nur einer Sekunde mehr Rechenoperationen durchzuführen als jeder Supercomputer, da sie im Gegensatz zu herkömmlichen Rechnern nicht jede Aufgabe einzeln und nacheinander angehen, sondern alle Lösungsmöglichkeiten in Molekülform fast gleichzeitig und in großen Mengen produzieren. Aber bei komplexeren mathematischen Aufgaben liegt genau hier auch das Problem: Schon bei einem Hamilton-Problem mit 200 Knotenpunkten würden die auf diese Weise erzeugten DNA-Sequenzen mehr wiegen als die gesamte Erde.

Für die DNA-Computerforscher tut dies jedoch dem grundsätzlichen Potential der Technologie keinen Abbruch. Sie sind fest davon überzeugt, dass mit dem Voranschreiten der Biotechnologie auch hier eine Lösung gefunden werden kann. Schließlich, so ihr Argument, waren auch „Vorfahren“ der heutigen Rechner einst tonnenschwere, raumfüllende Monster. Und das heute noch langsame und mühsame Aussortieren der richtigen Lösung aus den Millionen falschen Sequenzen könnte, so hoffen sie, in Zukunft ebenfalls deutlich beschleunigt werden.

Ein weiterer begrenzender Faktor ist die Fehleranfälligkeit des Systems. Schon bei der DNA-Vervielfältigung in lebenden Zellen passieren hin und wieder Fehler. Die DNA-Polymerase lagert die falsche Base an, eine Sequenz wird aus Versehen rausgeschnitten oder verdoppelt – solche Mutationen können die in der DNA gespeicherte Information stören oder sogar völlig unleserlich machen. In lebenden Systemen werden solche Störungen jedoch zum großen Teil abgepuffert oder repariert. In einem DNA-Computer allerdings gibt es diese Reparaturmechanismen nicht. Da jeder DNA-Schnipsel vielfach abgelesen und vervielfältigt oder angelagert wird, pflanzt sich auch eine Mutation entsprechend unkontrolliert fort. Bei mehr als 100 Wiederholungen hätte man im Extremfall bereits mehr fehlerhafte Stränge als richtige.

Doch auch hier verweisen Adleman und seine Kollegen auf die Fortschritte, die die DNA-Technologie allein in den letzten fünf Jahren erreicht hat. Schon heute arbeiten zahlreiche Firmen in aller Welt an immer schnelleren, immer genaueren Verfahren zur Sequenzierung, Vermehrung und Manipulation von DNA, und die ersten Arbeitsgruppen aus Informatikern und Molekularbiologen beschäftigen sich mit Techniken zur Fehlerkontrolle und -reduktion.

Anzeige

  1. zurück
  2. |
  3. 1
  4. |
  5. 2
  6. |
  7. 3
  8. |
  9. 4
  10. |
  11. 5
  12. |
  13. 6
  14. |
  15. 7
  16. |
  17. 8
  18. |
  19. 9
  20. |
  21. weiter


Stand: 16.10.2001

Anzeige

In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Computer der Zukunft
Rechnen mit Quanten, Licht und DNA

An zwei Orten zugleich...
Geheimnisse der Quantenwelt

Weder Null noch Eins oder beides zugleich...
Das Prinzip des Quantenbits

Messen ohne hinzuschauen...
Hindernisse auf dem Weg zum Quantencomputer

Aus dem Werkzeugkasten der Natur...
Rechnen mit Biomolekülen

Eine spezielle Aufgabe für die DNA...
Das Problem eines Handlungsreisenden

Man nehme einen Teelöffel voll DNA...
Adlemans DNA-Rechenexperiment

Sieben Städte in sieben Tagen...
Suche nach der Nadel im Heuhaufen

DNA so schwer wie die Erde...
Hindernisse auf dem Weg zum DNA-Computer

Diaschauen zum Thema

keine Diaschauen verknüpft

News zum Thema

keine News verknüpft

Dossiers zum Thema

Anzeige
Anzeige