बायोमैकेनिकल कंप्यूटर बायोइलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर

बायोमैकेनिकल कंप्यूटर [ संपादित करें ]

बायोमैकेनिकल कंप्यूटर बायोकेमिकल कंप्यूटर के समान हैं, जिसमें वे दोनों एक विशिष्ट ऑपरेशन करते हैं, जिसे इनपुट के रूप में काम करने वाली विशिष्ट प्रारंभिक स्थितियों के आधार पर एक कार्यात्मक संगणना के रूप में व्याख्या की जा सकती है। हालाँकि, वे भिन्न होते हैं, जो वास्तव में आउटपुट सिग्नल के रूप में कार्य करता है। जैव रासायनिक कंप्यूटरों में, कुछ रसायनों की उपस्थिति या एकाग्रता इनपुट सिग्नल के रूप में कार्य करती है। बायोमैकेनिकल कंप्यूटर में, हालांकि, मैकेनिकलएक विशिष्ट अणु का आकार या प्रारंभिक स्थितियों के एक सेट के तहत अणुओं का सेट आउटपुट के रूप में कार्य करता है। बायोमैकेनिकल कंप्यूटर कुछ रासायनिक परिस्थितियों में कुछ भौतिक विन्यासों को अपनाने के लिए विशिष्ट अणुओं की प्रकृति पर निर्भर करते हैं। बायोमैकेनिकल कंप्यूटर के उत्पाद की यांत्रिक, त्रि-आयामी संरचना का पता लगाया जाता है और गणना किए गए आउटपुट के रूप में उचित रूप से व्याख्या की जाती है।

बायोइलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर [ संपादित करें ]

इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग करने के लिए बायोकंप्यूटर का निर्माण भी किया जा सकता है। दोबारा, बायोमेकेनिकल और बायोकेमिकल कंप्यूटर दोनों की तरह, गणना एक विशिष्ट आउटपुट की व्याख्या करके की जाती है जो इनपुट के रूप में काम करने वाली शर्तों के प्रारंभिक सेट पर आधारित होती है। बायोइलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों में, मापा गया आउटपुट विद्युत चालकता की प्रकृति है जो बायोइलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर में देखी जाती है। इस आउटपुट में विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए बायोमोलेक्यूल्स शामिल हैं जो बायोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के इनपुट के रूप में काम करने वाली प्रारंभिक स्थितियों के आधार पर अत्यधिक विशिष्ट तरीके से बिजली का संचालन करते हैं।

नेटवर्क आधारित बायोकंप्यूटर [ संपादित करें ]

नेटवर्क-आधारित बायोकंप्यूटेशन में, ^[6] स्व-चालित जैविक एजेंट, जैसे आणविक मोटर प्रोटीन या बैक्टीरिया, एक सूक्ष्म नेटवर्क का पता लगाते हैं जो ब्याज की गणितीय समस्या को कूटबद्ध करता है। नेटवर्क और/या उनकी अंतिम स्थिति के माध्यम से एजेंटों के पथ समस्या के संभावित समाधान का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के लिए, निकोलौ एट अल द्वारा वर्णित प्रणाली में, ^[6] मोबाइल आणविक मोटर तंतु एनपी-पूर्ण समस्या SUBSET SUM को एन्कोडिंग करने वाले नेटवर्क के "निकास" पर पाए जाते हैं। फिलामेंट्स द्वारा देखे गए सभी निकास एल्गोरिथम के सही समाधान का प्रतिनिधित्व करते हैं। विज़िट नहीं किए गए निकास गैर-समाधान हैं। गतिशीलता प्रोटीन या तो एक्टिन और मायोसिन या किनेसिन और सूक्ष्मनलिकाएं हैं। मायोसिन और काइन्सिन क्रमशः नेटवर्क चैनलों के नीचे से जुड़े होते हैं। कबएडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) जोड़ा जाता है, एक्टिन फिलामेंट्स या सूक्ष्मनलिकाएं चैनलों के माध्यम से आगे बढ़ती हैं, इस प्रकार नेटवर्क की खोज होती है। इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग की तुलना में रासायनिक ऊर्जा (एटीपी) से यांत्रिक ऊर्जा (गतिशीलता) में ऊर्जा रूपांतरण अत्यधिक कुशल है, इसलिए कंप्यूटर, बड़े पैमाने पर समानांतर होने के अलावा, परिमाण कम ऊर्जा प्रति कम्प्यूटेशनल चरण के आदेश का भी उपयोग करता है।

इंजीनियरिंग बायोकंप्यूटर [ संपादित करें ]

एक रिबोसोम एक जैविक मशीन है जो आरएनए को प्रोटीन में अनुवाद करने के लिए नैनोस्केल्स पर प्रोटीन गतिशीलता का उपयोग करती है

जैविक रूप से व्युत्पन्न कम्प्यूटेशनल सिस्टम का व्यवहार जैसे कि ये विशेष अणुओं पर निर्भर करता है जो सिस्टम बनाते हैं, जो मुख्य रूप से प्रोटीन होते हैं लेकिन इसमें डीएनए अणु भी शामिल हो सकते हैं। नैनोबायोटेक्नोलॉजी ऐसी प्रणाली बनाने के लिए आवश्यक कई रासायनिक घटकों को संश्लेषित करने का साधन प्रदान करती है। ^{[ उद्धरण वांछित ] एक प्रोटीन की रासायनिक प्रकृति} अमीनो एसिड के अनुक्रम द्वारा निर्धारित होती है - प्रोटीन के रासायनिक निर्माण खंड। यह अनुक्रम बदले में डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स के एक विशिष्ट अनुक्रम द्वारा निर्धारित होता है - डीएनए अणुओं के निर्माण खंड। राइबोसोम नामक जैविक अणुओं द्वारा न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों के अनुवाद के माध्यम से प्रोटीन जैविक प्रणालियों में निर्मित होते हैं, जो अलग-अलग अमीनो एसिड को पॉलीपेप्टाइड्स में इकट्ठा करते हैं जो न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के आधार पर कार्यात्मक प्रोटीन बनाते हैं जो राइबोसोम की व्याख्या करता है। इसका अंतिम अर्थ यह है कि आवश्यक प्रोटीन घटकों के लिए एन्कोड करने के लिए इंजीनियरिंग डीएनए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों द्वारा अभिकलन करने में सक्षम जैविक प्रणाली बनाने के लिए आवश्यक रासायनिक घटकों को इंजीनियर कर सकता है। साथ ही, कृत्रिम रूप से डिज़ाइन किए गए डीएनए अणु स्वयं एक विशेष बायोकंप्यूटर प्रणाली में कार्य कर सकते हैं। इस प्रकार, कृत्रिम रूप से डिज़ाइन किए गए प्रोटीनों के साथ-साथ कृत्रिम डीएनए अणुओं के डिज़ाइन और संश्लेषण के लिए नैनोबायोटेक्नोलॉजी को लागू करने से कार्यात्मक बायोकंप्यूटर (जैसे कम्प्यूटेशनल जीन ) के निर्माण की अनुमति मिल सकती है।

बायोकंप्यूटर को कोशिकाओं के साथ उनके मूल घटकों के रूप में भी डिजाइन किया जा सकता है। व्यक्तिगत कोशिकाओं से लॉजिक गेट बनाने के लिए रासायनिक रूप से प्रेरित डिमराइजेशन सिस्टम का उपयोग किया जा सकता है । ये लॉजिक गेट्स रासायनिक एजेंटों द्वारा सक्रिय होते हैं जो पहले गैर-अंतःक्रियात्मक प्रोटीन के बीच बातचीत को प्रेरित करते हैं और सेल में कुछ अवलोकनीय परिवर्तन को ट्रिगर करते हैं। ^[7]

नेटवर्क-आधारित बायोकंप्यूटर को वेफर्स से हार्डवेयर के नैनोफैब्रिकेशन द्वारा इंजीनियर किया जाता है जहां चैनल इलेक्ट्रॉन-बीम लिथोग्राफी या नैनो-इंप्रिंट लिथोग्राफी द्वारा बनाए जाते हैं। चैनलों को क्रॉस सेक्शन के उच्च पहलू अनुपात के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि प्रोटीन फिलामेंट्स निर्देशित हो सकें। इसके अलावा, स्प्लिट और पास जंक्शनों को इंजीनियर किया जाता है, इसलिए फिलामेंट्स नेटवर्क में फैलेंगे और अनुमत रास्तों का पता लगाएंगे। सरफेस सिलैनाइजेशन यह सुनिश्चित करता है कि मोटिलिटी प्रोटीन को सतह पर चिपकाया जा सकता है और कार्यात्मक बना रहता है। तर्क संचालन करने वाले अणु जैविक ऊतक से प्राप्त होते हैं।

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