Sistem penyimpanan data berbasis DNA dapat menjadi jalan keluar bagi umat manusia, yang menghasilkan lebih banyak informasi. Dibandingkan dengan semua media lain, DNA memiliki kerapatan perekaman data yang fenomenal. Keuntungan lainnya adalah dalam hal DNA, penyimpanan data dalam kondisi optimal tidak memerlukan energi, dan informasi dapat disimpan selama ratusan tahun. Setelah beberapa abad, data dapat dibaca tanpa masalah - tentu saja, tergantung pada ketersediaan teknologi yang sesuai.
Tetapi DNA memiliki kelemahan. Misalnya, saat ini tidak ada standar untuk pengkodean informasi dalam untai DNA. Mensintesis molekul buatan cukup mahal, dan membaca informasi yang tersimpan bisa memakan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu. Akses berulang ke untai DNA untuk informasi mengarah pada pelanggaran struktur molekul, sehingga kesalahan akhirnya dapat terjadi. Sebuah metode sekarang telah diusulkan yang akan membantu memecahkan beberapa masalah ini. Sistem penyimpanan data (sejauh ini hanya gambar) adalah persilangan antara sistem file biasa dan database berdasarkan metadata.
Lebih lanjut tentang masalah
Sistem penyimpanan data yang dikembangkan dalam DNA menyediakan penambahan tag urutan tertentu ke daerah DNA yang berisi data. Untuk memperoleh informasi yang diperlukan, daerah ditambahkan ke molekul yang mampu membentuk pasangan basa dengan label yang diinginkan. Semua ini digunakan untuk memperkuat urutan lengkap. Sesuatu seperti menandai setiap gambar dalam koleksi dengan ID-nya sendiri, dan kemudian mengatur semuanya sehingga satu ID tertentu diperkuat.
Metode ini cukup efektif, tetapi memiliki dua keterbatasan. Pertama, langkah amplifikasi, yang dilakukan oleh proses reaksi berantai polimerase (PCR), memiliki keterbatasan ukuran urutan amplifikasi. Namun, setiap tag mengambil bagian dari ruang yang sudah terbatas, jadi menambahkan tag terperinci mengurangi jumlah ruang penyimpanan.
Keterbatasan lain adalah bahwa PCR yang mengamplifikasi fragmen DNA tertentu dengan data menghabiskan sebagian dari perpustakaan DNA asli. Artinya, setiap kali kita membaca data, beberapa di antaranya dihancurkan. Para ilmuwan membandingkan metode pencarian informasi ini dengan membakar tumpukan jerami untuk menemukan jarum. Jika Anda sering melakukan ini, Anda mungkin akan kehilangan seluruh database sama sekali. Benar, ada cara untuk memulihkan area yang hilang, tetapi metode ini tidak ideal, karena ketika menggunakannya, kemungkinan kesalahan dalam DNA dan area data meningkat.
Metode baru memisahkan informasi label dari data master. Selain itu, para peneliti telah membuat sistem yang memungkinkan untuk mengakses hanya data yang menarik bagi kami. Sisa informasi tetap utuh, sehingga molekul DNA tetap utuh dan tidak rusak.
Sistem baru
Teknologi ini didasarkan pada kapsul silikon dioksida yang menyimpan file individual. Tag DNA dilampirkan ke setiap kapsul untuk menunjukkan apa yang ada di dalam file. Setiap kapsul berukuran sekitar 6 mikrometer. Berkat sistem seperti itu, para ilmuwan telah berhasil mempelajari cara mengekstrak gambar individual dengan akurasi 100%. Kumpulan file yang mereka buat tidak terlalu besar - hanya ada 20. Tetapi jika Anda memperhitungkan kemampuan DNA, maka sistem seperti itu dapat ditingkatkan hingga jutaan file.
20 file ini dikodekan menjadi fragmen DNA dengan panjang sekitar 3000 nukleotida, yaitu sekitar 100 byte data. Satu kapsul silika dapat menampung file hingga ukuran gigabyte. Setelah file dibungkus, label DNA untai tunggal ditempatkan di permukaannya. Beberapa tag dapat dilampirkan ke satu cangkang untuk berfungsi sebagai kata kunci. Misalnya, "merah", "kucing", "binatang".
Kapsul silika yang diberi label dengan cara ini digabungkan menjadi satu perpustakaan data. Itu tidak sekompak repositori yang terbuat dari DNA murni, tetapi datanya tidak rusak dalam kasus ini.
Cari file
Sekelompok kata kunci - tag digunakan untuk mencari file. Misalnya, jika Anda ingin mencari gambar kucing, tagnya adalah oranye, kucing, dan domestik. Untuk mencari harimau, hanya "oranye" dan "kucing". Kecepatan pencarian dalam sistem seperti itu masih sangat rendah - sekitar 1 KB per detik.
Trik lain adalah bahwa setiap label dikaitkan dengan molekul fluoresen berwarna berbeda. Oleh karena itu, selama permintaan, setiap kapsul dengan label yang diperlukan akan bersinar dalam warna tertentu. Sekarang ada perangkat yang menggunakan laser untuk memisahkan objek sesuai dengan warna fluoresensi, sehingga secara teknis dimungkinkan untuk memisahkan data yang diperlukan.
Dalam hal ini, sisa perpustakaan tidak akan terpengaruh, yang berarti data tidak akan terpengaruh. Tidak perlu lagi membakar tumpukan jerami demi menemukan satu jarum. Nilai tambah tambahan dalam kemungkinan pencarian logis dengan kriteria yang berbeda. Misalnya, kondisi kueri bisa rumit: benar untuk "kucing", salah untuk "rumah", benar untuk "hitam", dll.
Tidak hanya mencari
Ya, karena tugas mencari data yang diperlukan hanya sebagian dari kasus, dan bahkan tidak setengahnya. Data yang terdeteksi masih perlu diurutkan. Dan untuk ini, diperlukan untuk membuka cangkang silika, menghapus benang yang disimpan dalam kapsul, menyuntikkan DNA ke dalam bakteri dan kemudian membaca data. Ini adalah proses yang sangat lambat, dan bahkan pita adalah teknologi yang sangat cepat jika dibandingkan.
Di sisi lain, sistem berbasis DNA tidak akan cepat, tujuan utamanya adalah untuk menyimpan sejumlah besar informasi yang tidak perlu sering diambil. Selain itu, teknologi akan ditingkatkan dari waktu ke waktu, sehingga kecepatan membaca informasi diharapkan meningkat.
