分子信標(biāo)在DNA自組裝計(jì)算中的應(yīng)用.pdf

1、自Adleman博士首次提出DNA計(jì)算理論并成功解決哈密頓路徑問(wèn)題以來(lái)，許多科學(xué)家都致力于用DNA計(jì)算來(lái)解決圖論問(wèn)題并建立模型。他們的最終目的是研制出以DNA計(jì)算為基礎(chǔ)的、具有高存儲(chǔ)信息量的、超級(jí)運(yùn)行速度的新型計(jì)算機(jī)。
　　隨著遺傳學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了DNA分子可自行組裝，而且DNA鏈除單鏈雙鏈結(jié)構(gòu)外還可以形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，DNA自組裝技術(shù)和分子信標(biāo)誕生了。目前，如何組裝DNA分子收到很多研究者們的關(guān)注，原因在于它直接影響

2、著DNA計(jì)算的發(fā)展。分子信標(biāo)也因自身的獨(dú)特結(jié)構(gòu)成為研究熱點(diǎn)，在研究者們的不斷努力下發(fā)現(xiàn)了分子信標(biāo)具有很多特殊的性質(zhì)。這些性質(zhì)被廣泛的應(yīng)用到計(jì)算科學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)等科學(xué)研究領(lǐng)域。
　　在前人的基礎(chǔ)上，本文主要從分子信標(biāo)與DNA自組裝技術(shù)出發(fā)，對(duì)組合優(yōu)化問(wèn)題及邏輯門(mén)問(wèn)題進(jìn)行了研究和討論。文章開(kāi)始對(duì)DNA計(jì)算的背景、現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。然后敘述了DNA計(jì)算的一些基礎(chǔ)知識(shí)，并詳細(xì)介紹了分子信標(biāo)和DNA自組裝技術(shù)。分子信標(biāo)作為一種特

3、殊的DNA探針源于其具有特殊的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)賦予它超強(qiáng)特異識(shí)別靶序列的能力。在一定條件下，DNA分子可以由小分子結(jié)構(gòu)依靠分子間的非共價(jià)鍵自組裝成大分子結(jié)構(gòu)的過(guò)程稱為DNA自組裝。一般，我們可以通過(guò)控制溫度或加入DNA溶解酶即可控制DNA自組裝過(guò)程，操作簡(jiǎn)單方便。目前研究者們開(kāi)始關(guān)注分子自組裝的二維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而發(fā)展三維空間結(jié)構(gòu)。在構(gòu)造DNA自組裝的二維結(jié)構(gòu)的元件，我們常用的是DNA單鏈、雙鏈等。但是這種組裝元件對(duì)編碼要求比較高，分子信標(biāo)