Fortschritt bei DNA - Computer - Biocomputer und Ihre Möglichkeiten

Als DNA-, RNA- oder allgemeiner auch Biocomputer werden Computer bezeichnet, die auf der Verwendung der Erbsubstanz Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder Ribonukleinsäure (RNA) als Speicher- und Verarbeitungsmedium beruhen. Sie stellen einen Bereich der Bioelektronik dar. 
Ein DNA Strang besteht normalerweise aus: 
Phospor (P), Zucker (Z), Adenin (A), Thiymen (T), Cytosin (C), Guanin (G). Diese Bestandteile können Verbindungen eingehen und somit Rechnen. Die hohe Dichte von DNA entsprechen Sechs Gramm DNA in einem Liter Flüssigkeit, ungefähr drei Trilliarden Bytes speichern. 
Die Entwicklung von Biocomputern befindet sich noch in der Anfangsphase. Die ersten theoretischen Anstöße, dass Datenverarbeitung auf der Basis biologischer Moleküle möglich sein muss, lieferte der Nobelpreisträger Richard Feynman, Begründer der Nanotechnologie, in einem Vortrag zum Ende der 1950er Jahre.
1994 präsentierte Leonard Adleman mit seinem TT-100 den ersten Prototypen eines DNA-Computers in Form eines Reagenzglases mit 100 Mikrolitern DNA-Lösung. Mit Hilfe dieses Gerätes konnte er durch freie Reaktion der DNA einfache mathematische Probleme lösen.Pro Sekunde ergeben sich etwa 1 Million Tera-Operationen, während die leistungsfähigsten Computer heute gerade mal eine Tera-Operation pro Sekunde erreichen.


In einem neueren Beitrag des Wissenschaftsmagazins Science wurden die sogenannten "Seesaw-Gates"  ("Wippen") vorgestellt. die DNA-Einzelstränge in bestimmten Positionen hybridisieren lassen - und dann die beiden Booleschen Werte True und False darstellen. Desweiteren sind Schaltungen mit "UND" / "ODER" möglich. Es lassen sich damit z.B. Quadratwurzeln ziehen allerdings dauert der Vorgang aufgrund der chemischen Reaktionen pro Seesaw-Gate 30-60 Min insgesamt bis zu 10 Stunden. Bis Reaktionen in einer schnelleren Zeit ablaufen, also praktischer weise im Sekunden bereich können werden noch einige Jahre vergehen. 


Biocomputer als heilende Kräfte?
Man bekommt eine punktgenaue Spritze in z.B. einen Tumor. Dieser wird mit einem kleinen Minisystem "infiziert" welcher eigenständig seine Umgebung analisieren kann. Es wird z.B. die Zerstörung der Zellen berechnet und Gegenmaßnahmen eingeleitet um den Tumor zu isolieren und zu schrumpfen. Der Computer im Menschen eine wirklich befremdliche Idee, die sicherlich kommen wird! 


Ultra Parallelität - Kryptoanalyse / Kryptografie 

Es wird vorausgesagt, dass DNA-Computer vor allem dort neue Lösungen liefern können sollen, wo sie sich von „traditionellen Computern“ unterscheiden: In der Speicherkapazität und in der Parallelisierung. Ein Anwendungsfeld ist damit z. B. Kryptoanalyse, indem massiv parallel alle möglichen Schlüssel gleichzeitig ausprobiert werden. Dies würde moderne Verschlüsselungen, die mit heutigen Computern nicht zu brechen sind, untauglich machen.
Die Realisierung des DNA-Computers scheitert aktuell vor allem an technischen Problemen. Das Ziel der derzeitigen Forschung ist es, ein Hybridsystem zu schaffen, bei dem der DNA-Technologie elektronische Baugruppen vorgeschaltet werden. Mit dem Seesaw-Gate bewegt sich das schon in die richtige Richtung!