डीएनए डेटा स्टोरेज क्या है? क्या यह भंडारण का भविष्य है?

दशकों से, भंडारण प्रौद्योगिकी विकसित हुई है और बेहतर हो गई है। यह सीडी और फ्लॉपी डिस्क से हार्ड और सॉलिड-स्टेट ड्राइव में स्थानांतरित हो गया है। लेकिन फिर भी, हमें एक समस्या है: उपलब्ध भंडारण की मात्रा और उत्पादित किया जा रहा डेटा हमारे द्वारा उत्पादित किए जाने वाले डेटा का सामना नहीं कर सकता है।

तो, क्या डीएनए स्टोरेज समस्या का समाधान करेगा? क्या डीएनए में डाटा स्टोर किया जा सकता है?

डीएनए डेटा स्टोरेज क्या है?

डीएनए डेटा भंडारण भंडारण माध्यम के रूप में डीएनए अणुओं का उपयोग करने की प्रक्रिया है। आज मौजूद भंडारण प्रौद्योगिकियों के ऑप्टिकल और चुंबकीय रूपों के विपरीत, डीएनए डेटा को बाइनरी अंकों (यानी, 1s और 0s) में संग्रहीत नहीं किया जाएगा। इसके बजाय, उन्हें डीएनए न्यूक्लियोटाइड बेस (ए, सी, जी, टी) में एन्कोड किया जाएगा और संग्रहीत किया जाएगा। जरूरत पड़ने पर इन स्ट्रैंड्स को बाइनरी डिजिट में बदल दिया जाता है।

अभी, 11 ट्रिलियन गीगाबाइट से अधिक डेटा मौजूद है, जिसमें प्रत्येक दिन कम से कम 2.5 मिलियन गीगाबाइट अधिक जोड़े जाते हैं। दुनिया में उपलब्ध डेटा स्टोरेज मीडिया इस भारी वृद्धि के साथ नहीं रह सकता है। भंडारण की इस समस्या का एक समाधान डीएनए भंडारण है।

डीएनए डेटा स्टोरेज कैसे काम करता है?

DNA, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के लिए खड़ा है। यह एक जटिल कार्बनिक अणु है जो किसी जीवित वस्तु की आनुवंशिक जानकारी को वहन करता है। यह सभी मनुष्यों में पाया जाता है और त्वचा का रंग, आंखों का रंग, ऊंचाई, और अन्य भौतिक और जैविक लक्षणों जैसी जानकारी संग्रहीत करता है।

एक डीएनए सर्पिल में चार अद्वितीय आधारों के कई और वैकल्पिक जोड़े होते हैं। वे एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी), और थाइमिन (टी) हैं। ये आधार जोड़े में डीएनए सर्पिल से जुड़े होते हैं, जिन्हें बेस पेयर कहा जाता है। दो आधार जोड़े एडेनिन-थाइमिन और ग्वानिन-साइटोसिन हैं।

पारंपरिक कंप्यूटिंग में डेटा बाइनरी अंकों (1s और 0s) में संग्रहीत किया जाता है। डीएनए डेटा स्टोरेज में, चार न्यूक्लियोटाइड बेस (ए, सी, जी, टी) डेटा को स्टोर और एनकोड करते हैं। सूचना को तीन न्यूक्लियोटाइड आधारों के क्रमपरिवर्तन में संग्रहित किया जाता है, जिन्हें कोडन कहा जाता है।

डीएनए भंडारण में तीन प्रक्रियाएं शामिल हैं: डेटा को कोड करना, उसे संश्लेषित करना और संग्रहीत करना, और इसे डीकोड करना। जानकारी रखने वाले बाइनरी कोड को एल्गोरिथम का उपयोग करके डीएनए कोड या कोडन में अनुवादित किया जाता है। फिर उन्हें एक कंटेनर में ठंडे और विनियमित वातावरण में जमा किया जाता है। डीएनए ले जाने वाली जानकारी को घोल में जमाया जा सकता है, बूंदों के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है, या सिलिकॉन चिप्स पर संग्रहीत किया जा सकता है।

वैज्ञानिक डीएनए स्टोरेज की रीडिंग को तेज और कम खर्चीला बनाने पर काम कर रहे हैं। अभी तक, डीएनए में संग्रहीत डेटा को त्रुटि मुक्त बाइनरी जानकारी में डीकोड करने के लिए प्रयोगशाला में ले जाना पड़ता है, और इसमें लंबा समय लगता है।

जैसे, डीएनए डेटा स्टोरेज डिवाइस आसानी से उपलब्ध सस्ते डिवाइस बनने में कुछ समय लग सकता है, जिसका उपयोग जनता करेगी।

डीएनए भंडारण प्रौद्योगिकी में और अधिक शोध किया जा रहा है, और यह अभी तक मौजूदा भंडारण विधियों को आसानी से उखाड़ फेंक नहीं पाएगा। लेकिन कुछ वर्षों में, जैसे-जैसे अधिक शोध और तकनीकी सफलताएँ प्राप्त होंगी, डेटा को डीएनए में संग्रहीत किया जाएगा, जिससे अंतरिक्ष, सुरक्षा और गिरावट की समस्याओं का समाधान होगा।

डीएनए डेटा संग्रहण की संग्रहण क्षमता क्या है?

भंडारण की कमी की समस्या के लिए डीएनए डेटा स्टोरेज पसंदीदा समाधान है क्योंकि यह बहुत कम जगह में बड़ी मात्रा में डेटा स्टोर कर सकता है। एक ग्राम डीएनए 215 पेटाबाइट डेटा स्टोर कर सकता है। एक पेटाबाइट 1,024 टेराबाइट है। तो एक ग्राम डीएनए लगभग 220,160 टेराबाइट स्टोर कर सकता है।

इसकी तुलना वर्तमान तकनीक से करें: एक टेराबाइट हार्ड डिस्क ड्राइव का वजन लगभग 400 ग्राम होता है। इसलिए, एक ग्राम डीएनए के बराबर मात्रा में डेटा स्टोर करने के लिए, आपको 88 मिलियन ग्राम से अधिक हार्ड ड्राइव की आवश्यकता होती है।

इस जानकारी के साथ, शोधकर्ताओं का कहना है कि दुनिया के सभी डेटा अभी डीएनए डेटा स्टोरेज का उपयोग करके एक शोबॉक्स में फिट हो सकते हैं।

डीएनए डेटा संग्रहण के क्या लाभ हैं?

भंडारण माध्यम के रूप में डीएनए भंडारण का उपयोग करने से डिजिटल भंडारण पर कई लाभ मिलते हैं। यह उच्च डेटा भंडारण क्षमता प्रदान करता है, भंडारण के अन्य रूपों की तुलना में काफी लंबा जीवनकाल, कॉम्पैक्टनेस, तकनीकी और विद्युत विफलताओं के लिए कम संवेदनशीलता, और प्रतिकृति।

भंडारण घनत्व

अन्य भंडारण माध्यमों पर डीएनए भंडारण का मुख्य लाभ भंडारण घनत्व है। भले ही आप अपने डेटा को दूर से क्लाउड या NAS पर संग्रहीत करें, वे अभी भी बड़े सर्वर और डेटा केंद्रों में संग्रहीत हैं। ये डेटा केंद्र फ़ुटबॉल स्टेडियम जितने बड़े हैं और इन्हें बनाने और बनाए रखने में अरबों डॉलर का खर्च आता है। यह डीएनए डेटा स्टोरेज के साथ समान नहीं है।

डीएनए डेटा स्टोरेज आपको बहुत ही कॉम्पैक्ट स्पेस में भारी मात्रा में डेटा स्टोर करने की अनुमति देता है। इसलिए, अंतरिक्ष की समस्याओं, रखरखाव के खर्च और भंडारण उपकरणों की कमी को कम करना।

सहनशीलता

आज जो डिजिटल स्टोरेज उपकरण उपलब्ध हैं, वे टिकाऊ नहीं हैं। वे सभी क्षय और गिरावट के लिए प्रवण हैं। डिजिटल क्षय कंप्यूटर पर संग्रहीत डेटा का क्रमिक अपघटन है, जो हर साल लाखों लोगों को प्रभावित करता है।

डीएनए का आधा जीवन 500 साल का होता है। जब एक इष्टतम और विनियमित वातावरण में संग्रहीत किया जाता है, तो डीएनए में संग्रहीत डेटा सैकड़ों वर्षों तक उपलब्ध हो सकता है।

प्रतिकृति

डेटा की गिरावट के कारण, डेटा केंद्रों में डेटा को समय-समय पर संग्रहीत जानकारी को संरक्षित करने के लिए कॉपी और अन्य हार्डवेयर पर स्थानांतरित करना पड़ता है। यह प्रक्रिया अक्सर बोझिल होती है।

डीएनए में संग्रहीत डेटा को आसानी से दोहराया जा सकता है। वैज्ञानिकों ने जिस एक विधि का परीक्षण किया है, वह है डीएनए को संग्रहीत जानकारी के साथ एक जीवाणु में सम्मिलित करना। यह जीवाणु तब प्रजनन करता है—अपने दम पर—जीवाणुओं की अन्य पीढ़ी जिनके पास पहले डीएनए में बिना किसी त्रुटि या हानि के संग्रहीत समान जानकारी होती है।

क्या डीएनए डेटा स्टोरेज स्टोरेज का भविष्य है?

सच कहूँ तो, हाँ। डीएनए डेटा भंडारण निश्चित रूप से आज की भंडारण समस्याओं के लिए सभी समाधान बॉक्स पर टिक करता है। यह आज पहले से ही उन कंपनियों द्वारा उपयोग में है जो सूचनाओं के व्यापक संग्रह को संरक्षित करना चाहती हैं जिन्हें नियमित रूप से एक्सेस करने की आवश्यकता नहीं है।

दुर्भाग्य से, डीएनए भंडारण जनता के लिए उपलब्ध एक सामान्य और किफायती भंडारण विकल्प होने में काफी समय लगेगा। इस बीच, हमें दीर्घकालिक डेटा संग्रहण के लिए सबसे अच्छा संग्रहण प्रारूप सावधानीपूर्वक चुनना होगा।

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