许进生物计算机科学家,DNA计算机

DNA计算机论文

DNA计算机

DNA计算机是一种基于DNA生化反应,与传统计算机完全不同的新型生物计算机。它是利用DNA(脱氧核糖核酸)建立的一种完整的信息技术形式，以编码的DNA序列(通常意义上计算机内存)为运算对象，通过分子生物学的运算操作以解决复杂的数学难题。

1.DNA计算机的原理 DNA计算机“输入”的是细胞质中的RNA、蛋白质以及其他化学物质，“输出”的则是很容易辨别的分子信号。从最早的帕斯卡尔齿轮机到今天最先进的电子计算机，其计算方式都是一种物理性质的符号变换，具体是由“加”和“减”这种基本动作构成的。然而，目前的DNA计算则有了本质性的变化。计算不再是一种物理性质的符号变换，而是一种化学性质的符号变换，即不再是物理性质的“加”、“减”操作而是化学性质的切割和粘贴、插入和删除。这种计算方式的变革是前所未有的。具有划时代的意义。

DNA分子是一条双螺旋的长链，上面布满了核甘酸，其上拥有四种碱基，分别为：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，四种核苷酸的组成，相当于四种符号，一连串的A T G C有序的组合在一起形成的序列可以代表数字或信息。它就像电子计算机通过０和１形成的二进制编一样。DNA分子通过这些核甘酸的不同排列，能够表达出生物体各种细胞拥有的大量信息。数学家、生物学家、化学家以及计算机专家从中得到启迪。他们利用DNA能够编码信息的特点，先合成具有特定序列的DNA分子，使它们代表要求解的问题，然后通过生物酶的作用(相当于加减乘除运算)，使他们相互反应，形成各种组合，最后过滤掉非正确的组合而得到的编码分子序列就是正确答案。