众所周知,存储对于计算机的重要性,如同记忆对于人的重要性。,要求计算机存储设备不但有更大的数据存储容量、更高的数据传输速率以及更可靠的数据存储质量。还对如何使数据的存储更加经济和安全、存储在时间上和空间上的可扩展性都提出了更高的要求。目前的计算机存储体系的先天缺陷日趋显露且后续发展乏力。早已成为计算机应用提升的一大瓶颈。无论是硬盘还是CD/DVD光存储技术都无法应对未来计算机对存储的需求。据估计,不久的将来半导体、磁盘和光盘存储数据密度都将会达到其存储极限,这就迫切需要发展出可替代的新一代存储技术。
早在20世纪70年代,科学家就发现可以利用DNA的不同状态来代表信息的有或无,。基于分子构象相互作用的分子模式识别是生物系统信息处理的基础。。美国南加州大学的Adleman教授于1994年11月在Science期刊上发表了一篇具有里程碑意义的论文。将生物分子技术成功地应用于解决传统的哈密顿圈问题。这一过程的实现向人们表明了用DNA分子处理方法来建立新的计算概念以新的计算机是可行的,开创了DNA分子计算的新纪元。
有Adleman模型,Splicing System模型,Insertion—Deletion System模型和DNA—EC模型。DNA随机存储器模型是这一系列模型的延续和发展,都是从理论上提出用生物分子来模拟计算机系统的设想,并设计出基于一定生物学背景的实验验证方法。现在就对其进行简单的介绍。
,DNA双链比DNA单链稳定,这是大部分生命体选择DNA双链作为遗传物质的重要原因,但是双链的数据难以读取,需解链才可以;DNA单链则可以用碱基互补(Watson—ple—ment)的原理来读取数据,但是它的性质不够稳定,比双链更容易断裂,而且还容易形成自身互补的发夹结构(hairpin)。选择单链作为存储载体是考虑了它的信息比较容易获取的特性,同时在设计中尽可能地避免发夹结构的产生。DNA长链和DNA环链相比,DNA长链如果被核酸内切酶剪切后将断裂成两段,而DNA环链如果被切断一次后,仍然是连在一起的,在一定的条件下还可以再连回成环链;DNA长链容易被某些核酸外切酶从其一端5’或3’降解,而环链被降解的可能性要小于长链。
在DNA随机存储器中,数据的读写操作都需要在相关的酶的作用下,在适宜的反应溶液中进行。
