Perakit molekuler: Perbedaan antara revisi
kTidak ada ringkasan suntingan |
k Bot: Perubahan kosmetika |
||
Baris 1: | Baris 1: | ||
[[Berkas:Protein translation.gif|jmpl|[[Ribosom]] adalah [[ |
[[Berkas:Protein translation.gif|jmpl|[[Ribosom]] adalah [[mesin biologis]].]] |
||
'''Perakit molekular''', seperti yang didefinisikan oleh [[ |
'''Perakit molekular''', seperti yang didefinisikan oleh [[K. Eric Drexler]], adalah "perangkat yang diusulkan mampu memandu [[reaksi kimia]] dengan memposisikan molekul reaktif dengan ketepatan atom". Perakit molekular adalah sejenis [[Mesin molekuler|mesin molekular]]. Beberapa molekul biologis seperti [[ribosom]] sesuai dengan definisi ini. Ini karena mereka menerima instruksi dari [[RNA duta|RNA kurir]] dan kemudian menyusun urutan [[asam amino]] spesifik untuk membangun molekul [[protein]]. Namun, istilah "perakit molekular" biasanya mengacu pada perangkat buatan manusia teoretis.<ref>{{Citation|title=Michio Kaku: Nanotechnology, The Molecular Assembler, Cryonics, 23rd Century Banking|url=https://www.youtube.com/watch?v=pPv9MV0YF_4|date=2018-08-02|accessdate=2019-07-18|last=The Last Renaissance}}</ref> |
||
Dimulai pada tahun 2007, British [[ |
Dimulai pada tahun 2007, British [[Dewan Penelitian Teknik dan Ilmu Fisika|Engineering and Physical Sciences Research Council]] telah mendanai pengembangan perakit molekul seperti ribosom. Jelas, perakit molekul dimungkinkan dalam pengertian terbatas ini. Sebuah proyek roadmap teknologi, yang dipimpin oleh [[Institut Memorial Battelle|Battelle Memorial Institute]] dan diselenggarakan oleh beberapa [[Laboratorium Nasional Departemen Energi Amerika Serikat|Laboratorium Nasional AS]] telah mengeksplorasi berbagai teknologi fabrikasi yang presisi dalam skala atomik, termasuk prospek generasi awal dan jangka panjang untuk perakitan molekul yang dapat diprogram; laporan tersebut dirilis pada bulan Desember 2007.<ref name="RoadMap">{{Cite web|url=http://www.foresight.org/roadmaps/Nanotech_Roadmap_2007_main.pdf|title=Productive Nanosystems: A Technology Roadmap|last=|first=|date=|website=Foresight Institute|archive-url=|archive-date=|dead-url=|access-date=}}</ref> Pada tahun 2008, Dewan Penelitian Teknik dan Ilmu Fisika menyediakan dana 1,5 juta pound selama enam tahun untuk penelitian yang bekerja menuju mekanosintesis mekanis, dalam kemitraan dengan Institute for Molecular Manufacturing, antara lain.<ref>{{Cite web|url=http://gow.epsrc.ac.uk/ViewGrant.aspx?GrantRef=EP/G007837/1|title=Grants on the Web|publisher=|archive-url=https://web.archive.org/web/20111104152935/http://gow.epsrc.ac.uk/ViewGrant.aspx?GrantRef=EP%2FG007837%2F1|archive-date=November 4, 2011|dead-url=yes}}</ref> |
||
Demikian juga, istilah "perakit molekular" telah digunakan dalam [[fiksi ilmiah]] dan [[budaya populer]] untuk merujuk pada sejumlah besar mesin nano yang memanipulasi atom, banyak di antaranya tidak mungkin dibuat dalam dunia nyata. Banyak kontroversi mengenai "perakit molekular" hasil dari kebingungan dalam penggunaan nama untuk konsep teknis dan fantasi populer. Pada tahun 1992, Drexler memperkenalkan istilah "pembuatan molekular" yang terkait tetapi lebih dipahami, yang ia definisikan sebagai "sintesis kimiawi struktur kompleks dengan [[ |
Demikian juga, istilah "perakit molekular" telah digunakan dalam [[fiksi ilmiah]] dan [[budaya populer]] untuk merujuk pada sejumlah besar mesin nano yang memanipulasi atom, banyak di antaranya tidak mungkin dibuat dalam dunia nyata. Banyak kontroversi mengenai "perakit molekular" hasil dari kebingungan dalam penggunaan nama untuk konsep teknis dan fantasi populer. Pada tahun 1992, Drexler memperkenalkan istilah "pembuatan molekular" yang terkait tetapi lebih dipahami, yang ia definisikan sebagai "sintesis kimiawi struktur kompleks dengan [[Mekanosintesis|memposisikan molekul reaktif]] secara [[Mekanosintesis|mekanis]], bukan dengan memanipulasi atom individu".<ref name="counterpoint">{{Cite web|url=http://pubs.acs.org/cen/coverstory/8148/8148counterpoint.html|title=C&En: Cover Story - Nanotechnology|publisher=}}</ref> |
||
Meskipun demikian, sebuah makalah 2013 oleh kelompok [[ |
Meskipun demikian, sebuah makalah 2013 oleh kelompok [[David Leigh (ilmuwan)|David Leigh]], yang diterbitkan dalam jurnal ''[[Sains (jurnal)|Science]]'', merinci metode baru untuk mensintesis peptida dalam urutan-spesifik dengan menggunakan mesin molekular buatan yang dipandu oleh untai molekul.<ref>{{Cite journal|last=Lewandowski|first=Bartosz|last2=De Bo|first2=Guillaume|last3=Ward|first3=John W.|last4=Papmeyer|first4=Marcus|last5=Kuschel|first5=Sonja|last6=Aldegunde|first6=María J.|last7=Gramlich|first7=Philipp M. E.|last8=Heckmann|first8=Dominik|last9=Goldup|first9=Stephen M.|date=2013-01-11|title=Sequence-Specific Peptide Synthesis by an Artificial Small-Molecule Machine|journal=Science|language=en|volume=339|issue=6116|pages=189–193|doi=10.1126/science.1229753|issn=0036-8075|pmid=23307739}}</ref> Ini berfungsi dengan cara yang sama seperti protein ribosom yang membangun dengan menyusun asam amino sesuai dengan cetak biru RNA messenger. Struktur mesin didasarkan pada [[Rotaxane|rotaksan]], yang merupakan cincin molekular yang meluncur di sepanjang poros molekular. Cincin ini membawa kelompok [[tiol]]at yang menghilangkan asam amino secara berurutan dari poros, memindahkannya ke tempat perakitan peptida. Pada tahun 2018, kelompok yang sama menerbitkan versi yang lebih maju dari konsep ini di mana cincin molekular mengayun di sepanjang jalur polimer untuk merakit oligopeptida yang dapat dilipat menjadi [[Alpha helix|α-helix]] yang dapat melakukan epoksidasi enantioselektif dari turunan [[Chalcone|kalkon]] (mengingatkan pada [[Ribosom|ribosom yang]] menyusun [[enzim]]). <ref>{{Cite journal|last=De Bo|first=Guillaume|last2=Gall|first2=Malcolm A. Y.|last3=Kuschel|first3=Sonja|last4=Winter|first4=Julien De|last5=Gerbaux|first5=Pascal|last6=Leigh|first6=David A.|date=2018-04-02|title=An artificial molecular machine that builds an asymmetric catalyst|journal=Nature Nanotechnology|language=En|volume=13|issue=5|pages=381–385|doi=10.1038/s41565-018-0105-3|issn=1748-3395|pmid=29610529}}</ref> Dalam makalah lain yang diterbitkan dalam ''Science'' pada Maret 2015, ahli kimia di [[Universitas Illinois|University of Illinois]] melaporkan platform yang mengotomatiskan sintesis 14 kelas [[molekul kecil]], dengan ribuan blok bangunan yang kompatibel.<ref>{{Cite journal|last=Li|first=J.|last2=Ballmer|first2=S. G.|last3=Gillis|first3=E. P.|last4=Fujii|first4=S.|last5=Schmidt|first5=M. J.|last6=Palazzolo|first6=A. M. E.|last7=Lehmann|first7=J. W.|last8=Morehouse|first8=G. F.|last9=Burke|first9=M. D.|year=2015|title=Synthesis of many different types of organic small molecules using one automated process|journal=Science|volume=347|issue=6227|pages=1221–1226|doi=10.1126/science.aaa5414|pmc=4687482|pmid=25766227}}</ref> |
||
Pada tahun 2017 kelompok [[ |
Pada tahun 2017 kelompok [[David Leigh (ilmuwan)|David Leigh]] melaporkan robot molekular yang dapat diprogram untuk membangun salah satu dari empat stereoisomer yang berbeda dari produk molekular dengan menggunakan lengan robot nanomekanis untuk memindahkan substrat molekul antara situs reaktif yang berbeda dari mesin molekul buatan.<ref>{{Cite journal|last=Kassem|first=S.|last2=Lee|first2=A. T. L..|last3=Leigh|first3=D. A.|author-link3=David Leigh (scientist)|last4=Marcos|first4=V.|last5=Palmer|first5=L. I.|last6=Pisano|first6=S.|year=2017|title=Stereodivergent synthesis with a programmable molecular machine|url=https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/publications/stereodivergent-synthesis-with-a-programmable-molecular-machine(dd2b7aed-b6ff-455a-8fb7-e31851cea5e6).html|journal=Nature|volume=549|issue=7672|pages=374–378|doi=10.1038/nature23677|pmid=28933436}}</ref> Artikel Berita dan Tampilan yang menyertainya, berjudul "A molecular assembler", menguraikan pengoperasian robot molekular sebagai efektif sebagai purwarupa perakit molekular.<ref>{{Cite journal|last=Kelly|first=T. R.|last2=Snapper|first2=M. L.|year=2017|title=A molecular assembler|journal=Nature|volume=549|issue=7672|pages=336–337|doi=10.1038/549336a|pmid=28933435}}</ref> |
||
== Swareplikasi == |
== Swareplikasi == |
||
"Perakit molekular" telah disalahartikan sebagai mesin swareplikasi. Untuk menghasilkan jumlah praktis dari produk yang diinginkan, perakit molekular universal berukuran nano khas fiksi ilmiah membutuhkan sejumlah besar perangkat tersebut. Namun, satu perakit molekular teoretis seperti itu mungkin diprogram untuk [[Replikasi diri|mereplikasi dirinya]], membangun banyak salinan dirinya sendiri. Ini akan memungkinkan tingkat produksi eksponensial. Kemudian setelah jumlah yang cukup dari perakit molekular tersedia, mereka kemudian akan diprogram ulang untuk produksi produk yang diinginkan. Namun, jika replikasi diri dari perakit molekular tidak dihentikan maka dapat menyebabkan persaingan dengan organisme alami. Ini disebut masalah [[ |
"Perakit molekular" telah disalahartikan sebagai mesin swareplikasi. Untuk menghasilkan jumlah praktis dari produk yang diinginkan, perakit molekular universal berukuran nano khas fiksi ilmiah membutuhkan sejumlah besar perangkat tersebut. Namun, satu perakit molekular teoretis seperti itu mungkin diprogram untuk [[Replikasi diri|mereplikasi dirinya]], membangun banyak salinan dirinya sendiri. Ini akan memungkinkan tingkat produksi eksponensial. Kemudian setelah jumlah yang cukup dari perakit molekular tersedia, mereka kemudian akan diprogram ulang untuk produksi produk yang diinginkan. Namun, jika replikasi diri dari perakit molekular tidak dihentikan maka dapat menyebabkan persaingan dengan organisme alami. Ini disebut masalah [[Ecophagy|ekofagi]] atau masalah [[lendir kelabu]].<ref>{{Cite web|url=http://www.crnano.org/BD-Goo.htm|title=Nanotechnology: Grey Goo is a Small Issue|publisher=}}</ref> |
||
Salah satu metode untuk membangun perakit molekular adalah meniru proses evolusi yang digunakan oleh sistem biologis. Evolusi biologis dihasilkan oleh variasi acak yang dikombinasikan dengan pemusnahan varian yang kurang berhasil dan reproduksi varian yang lebih berhasil. Produksi perakit molekul kompleks mungkin berevolusi dari sistem yang lebih sederhana karena "Sebuah [[ |
Salah satu metode untuk membangun perakit molekular adalah meniru proses evolusi yang digunakan oleh sistem biologis. Evolusi biologis dihasilkan oleh variasi acak yang dikombinasikan dengan pemusnahan varian yang kurang berhasil dan reproduksi varian yang lebih berhasil. Produksi perakit molekul kompleks mungkin berevolusi dari sistem yang lebih sederhana karena "Sebuah [[Sistem yang kompleks|sistem kompleks]] yang bekerja selalu ditemukan telah berevolusi dari sistem sederhana yang dapat bekerja ... Sistem kompleks yang dirancang dari awal tidak akan pernah berfungsi dan tidak dapat diperbaiki untuk membuatnya bekerja. Anda harus memulai dari awal, dimulai dengan sistem yang berfungsi." <ref name="JohGall">Gall, John, (1986) Systemantics: How Systems Really Work and How They Fail, 2nd ed. Ann Arbor, MI : The General Systemantics Press.</ref> Namun, sebagian besar pedoman keselamatan yang diterbitkan mencakup "rekomendasi terhadap pengembangan ... desain replikator yang memungkinkan mutasi untuk bertahan atau mengalami evolusi".<ref>{{Cite web|url=http://www.foresight.org/guidelines/current.html|title=Foresight Guidelines on Molecular Nanotechnology|publisher=}}</ref> |
||
== Referensi == |
== Referensi == |
||
⚫ | |||
<references /> |
<references /> |
||
Baris 36: | Baris 35: | ||
* [http://www.understandingnano.com/molecular-manufacturing.html Review of Molecular Manufacturing] |
* [http://www.understandingnano.com/molecular-manufacturing.html Review of Molecular Manufacturing] |
||
* <span data-segmentid="128" class="cx-segment">[https://energy.gov/eere/amo/downloads/integrated-nanosystems-atomically-precise-manufacturing-workshop-august-5-6-2015 Integrated Nanosystems for Atomically Precise Manufacturing] — [[Kementerian Energi Amerika Serikat|United States Department of Energy]] Workshop – August 5-6, 2015</span> |
* <span data-segmentid="128" class="cx-segment">[https://energy.gov/eere/amo/downloads/integrated-nanosystems-atomically-precise-manufacturing-workshop-august-5-6-2015 Integrated Nanosystems for Atomically Precise Manufacturing] — [[Kementerian Energi Amerika Serikat|United States Department of Energy]] Workshop – August 5-6, 2015</span> |
||
⚫ |
Revisi per 20 Juli 2019 13.03
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/94/Protein_translation.gif/220px-Protein_translation.gif)
Perakit molekular, seperti yang didefinisikan oleh K. Eric Drexler, adalah "perangkat yang diusulkan mampu memandu reaksi kimia dengan memposisikan molekul reaktif dengan ketepatan atom". Perakit molekular adalah sejenis mesin molekular. Beberapa molekul biologis seperti ribosom sesuai dengan definisi ini. Ini karena mereka menerima instruksi dari RNA kurir dan kemudian menyusun urutan asam amino spesifik untuk membangun molekul protein. Namun, istilah "perakit molekular" biasanya mengacu pada perangkat buatan manusia teoretis.[1]
Dimulai pada tahun 2007, British Engineering and Physical Sciences Research Council telah mendanai pengembangan perakit molekul seperti ribosom. Jelas, perakit molekul dimungkinkan dalam pengertian terbatas ini. Sebuah proyek roadmap teknologi, yang dipimpin oleh Battelle Memorial Institute dan diselenggarakan oleh beberapa Laboratorium Nasional AS telah mengeksplorasi berbagai teknologi fabrikasi yang presisi dalam skala atomik, termasuk prospek generasi awal dan jangka panjang untuk perakitan molekul yang dapat diprogram; laporan tersebut dirilis pada bulan Desember 2007.[2] Pada tahun 2008, Dewan Penelitian Teknik dan Ilmu Fisika menyediakan dana 1,5 juta pound selama enam tahun untuk penelitian yang bekerja menuju mekanosintesis mekanis, dalam kemitraan dengan Institute for Molecular Manufacturing, antara lain.[3]
Demikian juga, istilah "perakit molekular" telah digunakan dalam fiksi ilmiah dan budaya populer untuk merujuk pada sejumlah besar mesin nano yang memanipulasi atom, banyak di antaranya tidak mungkin dibuat dalam dunia nyata. Banyak kontroversi mengenai "perakit molekular" hasil dari kebingungan dalam penggunaan nama untuk konsep teknis dan fantasi populer. Pada tahun 1992, Drexler memperkenalkan istilah "pembuatan molekular" yang terkait tetapi lebih dipahami, yang ia definisikan sebagai "sintesis kimiawi struktur kompleks dengan memposisikan molekul reaktif secara mekanis, bukan dengan memanipulasi atom individu".[4]
Meskipun demikian, sebuah makalah 2013 oleh kelompok David Leigh, yang diterbitkan dalam jurnal Science, merinci metode baru untuk mensintesis peptida dalam urutan-spesifik dengan menggunakan mesin molekular buatan yang dipandu oleh untai molekul.[5] Ini berfungsi dengan cara yang sama seperti protein ribosom yang membangun dengan menyusun asam amino sesuai dengan cetak biru RNA messenger. Struktur mesin didasarkan pada rotaksan, yang merupakan cincin molekular yang meluncur di sepanjang poros molekular. Cincin ini membawa kelompok tiolat yang menghilangkan asam amino secara berurutan dari poros, memindahkannya ke tempat perakitan peptida. Pada tahun 2018, kelompok yang sama menerbitkan versi yang lebih maju dari konsep ini di mana cincin molekular mengayun di sepanjang jalur polimer untuk merakit oligopeptida yang dapat dilipat menjadi α-helix yang dapat melakukan epoksidasi enantioselektif dari turunan kalkon (mengingatkan pada ribosom yang menyusun enzim). [6] Dalam makalah lain yang diterbitkan dalam Science pada Maret 2015, ahli kimia di University of Illinois melaporkan platform yang mengotomatiskan sintesis 14 kelas molekul kecil, dengan ribuan blok bangunan yang kompatibel.[7]
Pada tahun 2017 kelompok David Leigh melaporkan robot molekular yang dapat diprogram untuk membangun salah satu dari empat stereoisomer yang berbeda dari produk molekular dengan menggunakan lengan robot nanomekanis untuk memindahkan substrat molekul antara situs reaktif yang berbeda dari mesin molekul buatan.[8] Artikel Berita dan Tampilan yang menyertainya, berjudul "A molecular assembler", menguraikan pengoperasian robot molekular sebagai efektif sebagai purwarupa perakit molekular.[9]
Swareplikasi
"Perakit molekular" telah disalahartikan sebagai mesin swareplikasi. Untuk menghasilkan jumlah praktis dari produk yang diinginkan, perakit molekular universal berukuran nano khas fiksi ilmiah membutuhkan sejumlah besar perangkat tersebut. Namun, satu perakit molekular teoretis seperti itu mungkin diprogram untuk mereplikasi dirinya, membangun banyak salinan dirinya sendiri. Ini akan memungkinkan tingkat produksi eksponensial. Kemudian setelah jumlah yang cukup dari perakit molekular tersedia, mereka kemudian akan diprogram ulang untuk produksi produk yang diinginkan. Namun, jika replikasi diri dari perakit molekular tidak dihentikan maka dapat menyebabkan persaingan dengan organisme alami. Ini disebut masalah ekofagi atau masalah lendir kelabu.[10]
Salah satu metode untuk membangun perakit molekular adalah meniru proses evolusi yang digunakan oleh sistem biologis. Evolusi biologis dihasilkan oleh variasi acak yang dikombinasikan dengan pemusnahan varian yang kurang berhasil dan reproduksi varian yang lebih berhasil. Produksi perakit molekul kompleks mungkin berevolusi dari sistem yang lebih sederhana karena "Sebuah sistem kompleks yang bekerja selalu ditemukan telah berevolusi dari sistem sederhana yang dapat bekerja ... Sistem kompleks yang dirancang dari awal tidak akan pernah berfungsi dan tidak dapat diperbaiki untuk membuatnya bekerja. Anda harus memulai dari awal, dimulai dengan sistem yang berfungsi." [11] Namun, sebagian besar pedoman keselamatan yang diterbitkan mencakup "rekomendasi terhadap pengembangan ... desain replikator yang memungkinkan mutasi untuk bertahan atau mengalami evolusi".[12]
Referensi
- ^ The Last Renaissance (2018-08-02), Michio Kaku: Nanotechnology, The Molecular Assembler, Cryonics, 23rd Century Banking, diakses tanggal 2019-07-18
- ^ "Productive Nanosystems: A Technology Roadmap" (PDF). Foresight Institute.
- ^ "Grants on the Web". Diarsipkan dari versi asli tanggal November 4, 2011.
- ^ "C&En: Cover Story - Nanotechnology".
- ^ Lewandowski, Bartosz; De Bo, Guillaume; Ward, John W.; Papmeyer, Marcus; Kuschel, Sonja; Aldegunde, María J.; Gramlich, Philipp M. E.; Heckmann, Dominik; Goldup, Stephen M. (2013-01-11). "Sequence-Specific Peptide Synthesis by an Artificial Small-Molecule Machine". Science (dalam bahasa Inggris). 339 (6116): 189–193. doi:10.1126/science.1229753. ISSN 0036-8075. PMID 23307739.
- ^ De Bo, Guillaume; Gall, Malcolm A. Y.; Kuschel, Sonja; Winter, Julien De; Gerbaux, Pascal; Leigh, David A. (2018-04-02). "An artificial molecular machine that builds an asymmetric catalyst". Nature Nanotechnology (dalam bahasa Inggris). 13 (5): 381–385. doi:10.1038/s41565-018-0105-3. ISSN 1748-3395. PMID 29610529.
- ^ Li, J.; Ballmer, S. G.; Gillis, E. P.; Fujii, S.; Schmidt, M. J.; Palazzolo, A. M. E.; Lehmann, J. W.; Morehouse, G. F.; Burke, M. D. (2015). "Synthesis of many different types of organic small molecules using one automated process". Science. 347 (6227): 1221–1226. doi:10.1126/science.aaa5414. PMC 4687482
. PMID 25766227.
- ^ Kassem, S.; Lee, A. T. L..; Leigh, D. A.; Marcos, V.; Palmer, L. I.; Pisano, S. (2017). "Stereodivergent synthesis with a programmable molecular machine". Nature. 549 (7672): 374–378. doi:10.1038/nature23677. PMID 28933436.
- ^ Kelly, T. R.; Snapper, M. L. (2017). "A molecular assembler". Nature. 549 (7672): 336–337. doi:10.1038/549336a. PMID 28933435.
- ^ "Nanotechnology: Grey Goo is a Small Issue".
- ^ Gall, John, (1986) Systemantics: How Systems Really Work and How They Fail, 2nd ed. Ann Arbor, MI : The General Systemantics Press.
- ^ "Foresight Guidelines on Molecular Nanotechnology".
Pranala luar
- Molecular Dynamics Studio (2016) free open-source multi-scale modeling and simulation program for nano-composites with special support for structural DNA nanotechnology (originally Nanoengineer-1 by Nanorex)
- Nano-Hive: Nanospace Simulator (2006) free software for modeling nanotech entities
- Foresight Guidelines for Responsible Nanotechnology Development (2006) of molecular manufacturing technologies
- Center for Responsible Nanotechnology (2008)
- Molecular Assembler website (2008)
- Rage Against the (Green) Machine (2003) in Wired
- Government launches nano study UK EducationGuardian, 11 June 2003
- Unraveling the Big Debate over Small Machines (2004) from BetterHumans.com
- Design considerations for an assembler (1995) by Ralph Merkle
- Kinematic Self-Replicating Machines — online technical book: first comprehensive survey of molecular assemblers (2004) by Robert Freitas and Ralph Merkle
- Design of a Primitive Nanofactory (2003)
- Video - Nanofactory in Action (2006)
- Nanofactory technology
- Review of Molecular Manufacturing
- Integrated Nanosystems for Atomically Precise Manufacturing — United States Department of Energy Workshop – August 5-6, 2015