DNA計(jì)算在DNA密碼中的應(yīng)用研究.pdf

1、DNA計(jì)算是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型計(jì)算技術(shù)，以前我們只是單純的把現(xiàn)實(shí)模型轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)模型來(lái)求解，但是現(xiàn)在DNA計(jì)算給我們的疑難數(shù)學(xué)問(wèn)題又提供了一個(gè)便捷的解決方式，它把抽象的數(shù)學(xué)問(wèn)題形象化的轉(zhuǎn)為生物問(wèn)題，從另一個(gè)角度來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的計(jì)算方法，DNA計(jì)算是根據(jù)DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，首先將要處理的數(shù)學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成已編碼的特定的DNA分子，然后通過(guò)然后通過(guò)酶的作用，得到各種數(shù)據(jù)，然后聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、超聲波降解、聚合重

2、疊放大技術(shù)(POA)、電泳、分子純化等現(xiàn)代分子生物技術(shù)手段獲得運(yùn)算結(jié)果;最后通過(guò)測(cè)序等方法解讀計(jì)算結(jié)果。
　　DNA計(jì)算的核心問(wèn)題是將已知信息進(jìn)行標(biāo)記然后打亂放入被編碼的DNA序列中，在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間內(nèi)所完成生物化學(xué)反應(yīng)，使得可以從反應(yīng)后的產(chǎn)物及溶液中能得到全部的解空間。而且因?yàn)镈NA分子具有生物算法的高度的并行性和其貯存的容量非常可觀且耗能極少，因此DNA計(jì)算機(jī)與常規(guī)電子計(jì)算機(jī)相比，是具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)的，這使得DNA計(jì)算比起已知的

3、計(jì)算方式更具有優(yōu)勢(shì)。
　　DNA密碼是近年來(lái)才出現(xiàn)的密碼新領(lǐng)域，它比已知的密碼更具有保密性，它是建立在DNA計(jì)算的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的。DNA密碼是以DNA分子做為信息載體，使用現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)挖掘DNA分子帶有的存儲(chǔ)容量大和高度并行性及低耗能等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)分析、加密、認(rèn)證等密碼學(xué)功能。
　　在密碼發(fā)展史上，我們知道出現(xiàn)過(guò)古典密碼、近代密碼、現(xiàn)代密碼，隨著密碼的發(fā)展，各宗密碼的有缺點(diǎn)已經(jīng)了然于心，但是隨著密碼的發(fā)展密碼的缺點(diǎn)由不能確保消

4、息的安全性，有極大的可能被篡改、刪除、重放被極大的修正了，而且還多了認(rèn)證防偽技術(shù)。這無(wú)一不說(shuō)明著密碼的飛速發(fā)展，但是現(xiàn)在密碼學(xué)局限于代碼的數(shù)量、代碼的復(fù)雜度、代碼的安全性及代碼被人們所熟知從而密鑰喪失了其秘密性，使得密碼有種岌岌可危的危險(xiǎn)性，正是在這種情況下，DNA密碼應(yīng)運(yùn)而生。
　　DNA分子的脫氧核糖、磷酸和4種含氮堿基及堿基互補(bǔ)原則，使得DNA分子所能表達(dá)的信息所含容量之大（一段20堿基的DNA序列，其組合方式可高達(dá)一萬(wàn)億種