DNA計算突破傳統(tǒng)計算的概念,是把DNA分子作為存儲數(shù)據(jù)和運算媒介的新型計算模型。它使用生物分子作為計算材料,由于DNA分子具有高度并行性、高存儲、易操作等優(yōu)點,因此DNA計算是一門非常有發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛯W(xué)科。科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,專家們努力對其構(gòu)建DNA分子模型、設(shè)計實現(xiàn)算法和生化試驗研究,使其能夠解決需要大量計算的復(fù)雜問題如圖論中的NP完全問題。DNA分子是具有代表性的納米尺度的物質(zhì)。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展,在具體工作中,作用不同而且結(jié)構(gòu)多樣的分子器件以及具備多種結(jié)構(gòu)的微元件被迫切需要。尤其是DNA分子的納米顆粒多聚體的結(jié)構(gòu)研究受到越來越多的科學(xué)家的關(guān)注,納米顆粒與生物大分子等組裝的納米結(jié)構(gòu),功能多樣,具有重要的研究價值。本文首先具體闡述了 DNA計算的背景、工作原理、常用的生物操作以及在DNA計算發(fā)展過程中出現(xiàn)的常見模型,然后還詳細(xì)介紹了金納米顆粒的相關(guān)基礎(chǔ)知識。在這些理論知識基礎(chǔ)上,本文給出了一種基于自組裝納米顆粒探針的DNA計算方法,解決了典型NP完全問題。該方法將問題中所有可能的變量組合編碼為自組裝納米顆粒探針的識別區(qū)域。通過增加互補的變量鏈,所有可能的解決方案是在目標(biāo)序列雜交后...

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 DNA計算的研究現(xiàn)狀
    1.2 DNA計算的原理
2 DNA基本理論知識
    2.1 DNA分子結(jié)構(gòu)
    2.2 DNA計算的生物操作
        2.2.1 DNA分子的變性和復(fù)性
        2.2.2 DNA分子的復(fù)制
        2.2.3 DNA分子的連接
        2.2.4 DNA分子的延伸
        2.2.5 DNA鏈的外切和內(nèi)切
    2.3 常用的DNA計算模型
        2.3.1 表面DNA計算模型
        2.3.2 DNA粘貼模型
        2.3.3 DNA剪接模型
        2.3.4 分子信標(biāo)模型
        2.3.5 DNA自組裝模型
3 DNA自組裝納米技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 金納米顆粒
        3.2.1 金納米
        3.2.2 金納米顆粒的簡介
        3.2.3 金納米顆粒的合成方法
        3.2.4 金納米顆粒的表面修飾
        3.2.5 金納米顆粒的應(yīng)用
    3.3 金納米顆粒DNA探針
4 用DNA自組裝納米顆粒探針模型解決全錯位排列問題
    4.1 全錯位排列問題的數(shù)學(xué)模型
    4.2 全錯位排列問題的DNA計算模型
    4.3 生物操作
    4.4 復(fù)雜度分析
    4.5 結(jié)論
5 用DNA自組裝納米顆粒探針模型解決最小頂點覆蓋問題
    5.1 圖的最小頂點覆蓋問題
        5.1.1 圖的最小頂點覆蓋定義
        5.1.2 算法步驟
    5.2 自組裝納米顆粒探針的最小頂點覆蓋問題的DNA計算模型
    5.3 實例分析
    5.4 復(fù)雜度分析
    5.5 結(jié)論
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3835788