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Build DNA computers that solve problems with molecules! Learn how DNA stores data, performs computations, and solves complex mathematical problems. No biology experience needed - start computing with molecules in 3 minutes.

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Was ist das?

🎯 Simulator-Tipps

📚 Glossar

DNA (Deoxyribonucleic Acid)
The molecule that carries genetic instructions for life, composed of two strands of nucleotides (A, T, C, G) wound in a double helix.
Nucleotide Base
Die chemischen Bausteine ​​der DNA: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). A paart sich mit T, C paart sich mit G.
Hybridization
Der Prozess, bei dem sich zwei komplementäre einzelsträngige DNA-Moleküle zu einer Doppelhelix verbinden, der grundlegende Vorgang beim DNA-Computing.
Strand Displacement
A reaction where an incoming DNA strand displaces an existing strand from a double helix, enabling logic operations.
Toehold
Ein kurzer einzelsträngiger DNA-Überhang, der die Strangverdrängung einleitet und als molekularer „Schalter“ oder „Auslöser“ fungiert.
Hamiltonian Path
A path through a graph that visits every vertex exactly once; the first problem solved by DNA computing (Adleman, 1994).
PCR (Polymerase Chain Reaction)
Eine Technik zur Amplifikation (Herstellung von Milliarden Kopien) spezifischer DNA-Sequenzen, die zum Auslesen von DNA-Berechnungsergebnissen verwendet wird.
Gel Electrophoresis
Eine Labortechnik, die DNA-Moleküle nach Größe trennt und zur Überprüfung der Ergebnisse von DNA-Berechnungen verwendet wird.
DNA Origami
Eine Technik zum Falten langer DNA-Stränge in präzise 2D- und 3D-Nanostrukturen unter Verwendung kurzer komplementärer Klammerstränge.
Boolean Logic
Ein Logiksystem, das WAHR/FALSCH (1/0)-Werte und Operationen (UND, ODER, NICHT) verwendet und die Grundlage des digitalen Rechnens bildet.
GC Content
The percentage of guanine and cytosine bases in a DNA sequence; beeinflusst die Stabilität (höhere GC = stärkere Bindung).
Oligonucleotide
A short synthetic DNA or RNA molecule, typically 15-60 bases long, used as building blocks in DNA computing.
Massive Parallelism
Die Fähigkeit, Billionen von Operationen gleichzeitig in einem einzigen Reagenzglas durchzuführen, ist der entscheidende Vorteil des DNA-Computings.
Biocomputation
Using biological molecules and processes (DNA, RNA, proteins, cells) to perform computational tasks.
Molecular Programming
Entwerfen und Konstruieren des Verhaltens molekularer Systeme zur Ausführung komplexer Aufgaben, einschließlich Berechnungen.
Encoding Scheme
The method used to convert digital data (binary) into DNA sequences (quaternary), such as mapping 00=A, 01=T, 10=C, 11=G.

🏆 Schlüsselpersonen

Leonard Adleman (1994)

Begründer des DNA-Computings, der das Hamilton-Pfad-Problem mithilfe von DNA-Molekülen in einem Reagenzglas löste und 1994 den wegweisenden Wissenschaftsartikel veröffentlichte

Erik Winfree (1998-present)

Caltech-Professor, der die Theorie der Selbstorganisation von DNA-Kacheln entwickelte und demonstrierte, dass Schaltkreise zur DNA-Strangverschiebung beliebige digitale Logik implementieren können

Paul Rothemund (2006)

Erfand DNA-Origami am Caltech und ermöglichte die Faltung von DNA in beliebige 2D- und 3D-Nanostrukturen mit Nanometergenauigkeit

George Church (2012)

Harvard-Genetiker, der Pionier der DNA-Datenspeicherung war, ein ganzes Buch in DNA kodierte und DNA als praktisches Archivierungsmedium demonstrierte

Lulu Qian (2018)

Caltech-Forscher, der neuronale DNA-Netzwerke geschaffen hat, die mithilfe von Strangverdrängungsreaktionen Muster erkennen können und wie ein Gehirn mithilfe von Molekülen rechnen

Ehud Shapiro (2001-2004)

Wissenschaftler des Weizmann-Instituts, der die erste programmierbare molekulare Rechenmaschine mit DNA und Enzymen baute, die Krankheitsmarker diagnostizieren konnte

🎓 Lernressourcen

💬 Nachricht an Lernende

{'encouragement': 'You are exploring a completely different way of computing - one where molecules, not microchips, process information. DNA computing shows us that computation is a fundamental property of nature, not just something humans invented with silicon.', 'reminder': 'Leonard Adleman solved a math problem with molecules in a test tube in 1994, and many thought it was just a curiosity. Today, Microsoft is building commercial DNA storage systems and molecular circuits can recognize cancer cells. Never underestimate the power of a new idea.', 'action': 'Start encoding! Type text and watch it transform into DNA sequences. Try the complement operation to see Watson-Crick base pairing in action. Every DNA computing pioneer started by understanding these basics.', 'dream': 'Perhaps a student in Mumbai will design DNA logic circuits that detect diseases before symptoms appear. Perhaps a young coder in Addis Ababa will create molecular algorithms that solve problems no silicon computer ever could. The molecular computing revolution belongs to everyone.', 'wiaVision': 'WIA Book believes that the future of computing belongs to all of humanity, not just those with access to expensive hardware. DNA computing proves that the most powerful computer in the universe might just be a molecule. From Seoul to Sao Paulo - this is free forever, in the spirit of Hongik-ingan.'}

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