31、光控DNA位置切换与小分子化学反应中的涨落诱导结构

光控DNA位置切换与小分子化学反应中的涨落诱导结构

1. 光控DNA位置切换

1.1 原理与结构设计

光控DNA自动机是一种用于纳米级信息处理的新计算方案。其核心是通过光可逆地控制代表自动机内部状态的DNA链的位置。该方法结合了两个重要成果：对可见光和紫外光照射有响应的发夹DNA的构象变化，以及一对发夹DNA构象变化引起的DNA结构中DNA链的位置变化。

为了实现这一目标，设计了一种矩形DNA纳米结构，使用了4 - 臂DNA junctions和3 - 臂DNA junctions。结构由4个4 - 臂连接点（X1、X2、X3和X4）、一个3 - 臂连接点Y和一个带有两个粘性末端的双链T组成。其中，X1、X2、X3和X4的双链部分具有相同的序列。

1.2 实验步骤

1. 矩形结构制备
   • 准备X1、X2、X3、X4和T的线性DNA链溶液，以及Y的线性链和两个发夹DNA溶液。
   • 将这些溶液在TAE/Mg缓冲液中进行一系列温度孵育：95°C 5分钟、65°C 20分钟、50°C 15分钟、37°C 20分钟、25°C 20分钟，最后4°C 20分钟。
   • 分别混合{X1, T}和{X2}、{X3, Y}和{X4}，并在4°C孵育1小时。
   • 将上述两种混合溶液合并到一个管中，再在4°C孵育1小时。通过电泳确认结构的制备。
2. 位置检测
   • 利用荧光检测来确定链M的位置。上边缘的链