30、光控DNA位置切换技术：原理、方法与实验验证

光控DNA位置切换技术：原理、方法与实验验证

引言

在当今科技飞速发展的时代，对微观世界的精确控制成为了众多领域的研究热点。其中，光控DNA位置切换技术为实现对分子层面的精确操作提供了新的途径。本文将深入探讨光控DNA位置切换的原理、方法以及相关实验验证。

光控DNA自动机的基本原理

光控DNA自动机的行为通过重复特定操作进行调节。该系统能够通过从四种方案中为每个过渡单元选择合适的方案，实现具有两个状态和两种输入符号的任意状态转换图。在光控DNA自动机的一个转换周期中，代表内部状态的DNA链在DNA纳米结构中的位置会发生改变。

DNA位置控制方法

光控DNA自动机的内部状态由DNA的位置信息表示。这种编码方法在处理分子间相互作用以及纳米尺度上与分子相关的空间信息方面具有重要作用。通过改变DNA的位置来执行状态转换，利用光控制位置可以实现对光信号的响应状态转换。

我们提出了一种利用对光照射有响应的发夹DNA构象来控制DNA链位置的方法。发夹DNA有两种不同的稳定构象：开放状态和闭合状态。

发夹DNA的状态切换可以通过两种DNA链来实现。假设闭合状态的发夹DNA由粘性末端（a）、茎（b和b′）和环（c）组成。在线性链L1（由b′、a′和d组成）存在的情况下，发夹DNA的粘性末端a与L1的a′结合，通过分支迁移使发夹DNA变为开放状态。如果L1包含与另一条链L2互补的序列，它们可以退火形成双链，从而使L1从开放状态的发夹DNA上移除，发夹DNA回到闭合状态。在这里，L1和L2分别被称为开启者DNA和关闭者DNA。

为了利用光控制发夹DNA的构象，我们使用了连接有偶氮苯的开启者DN