|
|
I have read an interesting article that is dated May 1995. It wrote about biocomputer which its microprocessor was using DNA material. I think the idea of making a biocomputer is an outstanding leap in biotechnology and computer technology. Biocomputer is gonna be one of the greatest human invention in the next millennium. The content of the article (in Bahasa Indonesia):
Inovasi ... Biokomputer
Mikroprosesor dengan material DNA
Era biochip dan biokomputer akhirnya mulai mendekati kenyataan. Masa yang lama dimimpikan itu mulai tersibak begitu para peneliti di AS dilaporkan 'berhasil' membuat chip dari material biologi yang terpenting : DNA (Deoxyribosa Nycleic Acid). Ini terungkap menjelang akhir April tahun 1995.
Molekul-molekul DNA, seperti dilaporkan Time dan Newsweek, terbukti punya sifat yang sangat mirip dengan silicon. Unit dasar pembawa informasi genetik itu dapat menyimpan informasi serta bereaksi secara biokimia untuk melakukan suatu operasi komputasi. Fakta ini, tentu saja, menambah harapan baru bagi DNA. Setelah berjaya menghantarkan lompatan bioteknologi, DNA akhirnya dapat menjadi tumpuan baru bagi arah dan warna perkembangan teknologi komputer dan informatika di masa depan.
Fungsi komputasi DNA secara eksperimental pertama kali diungkapkan Leonard Adleman, 48, ahli matematika dari Universitas Southern California. Langkahnya bermula dari kegiatan investigasi mencari keterkaitan antara biologi dan komputer. "Saya tertarik untuk melihat keterkaitan antara dua ilmu dasar yang berkembang pesat secara terpisah dalam separuh abad terakhir," jelasnya.
DNA, menurut hasil penelitian Adleman, ternyata cocok untuk mengerjakan komputer. "Pada essensinya, fungsi DNA berjalan menurut proses yang identik dengan cara kerja prosesor digital." Hanya bedanya, prosesor digital yang sudah konvensional bersandar pada bilangan biner 0 dan 1. Sementara kerja DNA bekerja berdasarkan konsep kuarterner yang mewakili empat molekul dasar gen : A (Adenosin), T (Tirosin), C (Cytosin), dan G (Guanin).
Proses komputasi biochip DNA, jelas Adleman, dapat berlangsung berdasarkan sistem kode yang terwujud dalam susunan deret A, T, C, dan G - yang masing-masing merepresentasikan data dan angka atau informasi lainnya. Kesimpulan itu diperolehnya dari serangkaian uji coba di laboratorium. "Dalam tabung reaksi, DNA bereaksi secara biokimia setiap ada rangsangan aksi. Ia membuat respon dalam bahasa DNA (kombinasi deret A T C G) yang teratur dan konsisten."
Secara individual, kemampuan komputasi molekul DNA diakui masih relatif rendah. Rata-rata sekitar 30 menit untuk satu pekerjaan. Namun, hadirnya triliunan molekul dalam satu DNA telah memungkinkan 'superkomputer' bio itu dapat melakukan miliaran operasi dalam seketika. Ini berkat kemampuan spektakuler dari DNA 'prosesor alami' yang bekerja secara paralel.
Dari perhitungan kasar, satu ons DNA dapat berperan sebagai 'biosuperkomputer' yang punya kemampuan 100000 kali lebih cepat dari mesin Cray - satu jenis superkomputer digital tercanggih yang kini ada.
Kehebatan 'komputer DNA' itu pun telah dibuktikan Adleman melalui proses simulasi menyelesaikan masalah Travelling Salesman. Contoh masalahnya demikian : seorang salesman diisyaratkan harus dapat mengunjungi 7 kota masing-masing sekali, dimana setiap kota memiliki satu jalan raya yang terhubungkan hanya kedua kota berlainan. Setiap jalan raya harus terdiri dari 20 terminal transit. Berapa waktu tersingkat yang dapat dilalui salesman?
Untuk menjawab soal itu, Adleman merepresentasikan setiap kota dengan satu varian berupa kombinasi acak 20 huruf DNA. Setiap rute mewakili satu dari 20 kode DNA. Sepuluh huruf pertama sepadan dengan kota asal dan 10 kedua sepadan dengan kota tujuan. Adleman kemudian mencampur miliaran copy dari setiap kota dan rute DNA dalam satu tabung percobaan.
Dengan mengacu pada kaidah biokimia, dia membuat simulasi pada model komputer DNA-nya. Hasilnya, menurut perhitungan biokomputer , pekerjaan panjang dan ruwet itu cukup diselesaikan selama satu minggu. Sementara dengan komputer elektronik pekerjaan itu membutuhkan waktu bertahun-tahun. Ini contoh awal dari kehebatan biokomputer.
Gagasan membuat 'superkomputer biomolekuler' menurut Scientific American (3/1995) muncul sejak 1960-an. Atau hampir bersamaan dengan dimulainya gerak miniaturisasi semikonduktor silikon atau chip mikroprosesor. Namun secara eksperimental, ide ini dicoba mulai 1970-an dengan tokoh utama Walther Stoeckenius dari Universitas California, AS dan Dieter Oesterhelt dari Max Plank Institute di Martinsried, Jerman. Materi yang digunakan kedua perintis biochip ini adalah materi bakteriorhodopsin yang ditemukan dari halobacterium salinarium.
Materi itu kemudian diungkapkan karakteristiknya oleh Prof. Robert R. Bridge dari W.M.Keck centre for Molecular Electronics dan Albert F. Lawrence dari Hughes Aircraft Co. Dari hasil pengujiannya di lab, kedua ahli itu fisika - kimia itu menemukan kemampuan proses paralel dan memori tiga dimensi dari bakteriorhodopsin . Kemampuan serupa oleh peneliti lain kemudian juga ditemukan pada beberapa senyawa polipeptida (komponen penyusun protein) - dimana DNA adalah salah satu di antaranya.
Kelebihan lain dari sitem komputansi DNA diungkapkan Richard Lipton dari Universitas Princeton, AS. Ia telah mengusulkan model komputansi DNA untuk memecahkan sistem cryptograpik (sandi rahasia). Dengan biokomputer, Lipton menduga bahwa rahasia-rahasia Standar Enkripsi Data (DES) yang tersimpan rapat di National Security Agency (NSA) Amerika dapat diungkapkan dalam waktu beberapa bulan saja. Padahal, misteri DES di NSA lama tidak dapat dipecahkan, meski berbagai upaya dilakukan. Bahkan oleh raja software AS : Bill Gates.
Maka tidaklah berlebihan, bila Lipton lantas memandang optimis, material genetik DNA suatu ketika dapat menjadi prosesoralami terhandal dalam sejarah peradaban manusia. Karakteristik unik DNA, bagaimanapun diharapkan mampu mengubah berbagai imajinasi dan mimpi para ahli menjadi kenyataan. Termasuk mimpi membuat komputer yang dapat bersikap pintar dan luwes. "Biochip DNA akan menjadi pilihan terbaik setelah elektron dan silikon dirasakan punya banyak keterbatasan dalam mengembangkan misi kecepatan dan kapasitas memori."
Lalu kapan komputer DNA itu tersaji dalam bentuk produk komersial? Beberapa ahli mengajukan angka 8 - 10 tahun. Namun sebagian lagi yang pesimis mengatakan, biokomputer belum akan komersial hingga 2010. Masalah terbesar yang diperkirakan akan menjadi kendala fabrikasi biochip terletak pada kerentanan DNA terhadap pengaruh luar. Seperti diketahui, DNA termasuk materi yang mudah mengalami mutasi. "Satu sorotan sinar kosmik alam, misalnya, berpotensi mematikan fungsi sebuah DNA."
Pengaruh luar itu, kata Lipton, dapat saja dihindari bila DNA terisolasi dalam kondisi vakum. Namun, dapatkah para ahli segera membuatnya dalam ruang sekecil molekul? Inilah masalah utamanya. Andai kendala ini dapat teratasi, maka Lipton maupun Adleman optimis, DNA dapat menjadi prosesor utama biokomputer yang tercanggih yang dapat menghitung, berpersepsi, memanipulasi dan memelihara data secara mandiri serta berkemampuan berpikir dan merasakan - layaknya otak manusia.
