Главная страница

Ордена Ленина институт прикладной математики имени М. В. Келдыша Российской академии наук


Скачать 0.94 Mb.
НазваниеОрдена Ленина институт прикладной математики имени М. В. Келдыша Российской академии наук
АнкорStudmed.ru_malineckiy-gg-naumenko-sa-vychisleniya-na-dnk-eksperimenty-modeli-algoritmy-instrumentalnye-sredstva_6040d821b17.doc
Дата14.10.2017
Размер0.94 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаStudmed.ru_malineckiy-gg-naumenko-sa-vychisleniya-na-dnk-eksperi
ТипРеферат
#23672
страница1 из 7
Каталогstanislav_u

С этим файлом связано 29 файл(ов). Среди них: Angionevrologia_Uchebnoe_posobie.pdf, Studmed.ru_oberemok-vv-metodicheskie-rekomendacii-k-primeneniyu-, Michael_Schuenke_et_al_-_Thieme_Atlas_of_Anato.pdf, TOPOChKA_2tema.pdf, Master_Techniques_in_Surgery_-_Thoracic_Surgery__Transplantation, Human_Physiology_An_Integrated_Approach_6th_Edition-_William_Per, Harrison_39_s_Cardiovascular_Medicine_2nd_edition_Chy_Yong.pdf, Angionevrologia_v_tablitsakh.pdf, Studmed.ru_malineckiy-gg-naumenko-sa-vychisleniya-na-dnk-eksperi и ещё 19 файл(а).
Показать все связанные файлы
  1   2   3   4   5   6   7



Ордена Ленина

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ

имени М.В. Келдыша

Российской академии наук



Малинецкий Г.Г., Науменко С.А.




Москва



Препринт №

Ордена Ленина ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ

им. М.В. Келдыша

Российской Академии наук

Малинецкий Г. Г., Науменко С. А.
Вычисления на ДНК. Эксперименты. Модели. Алгоритмы. Инструментальные средства.

Москва

АННОТАЦИЯ

Представлен обзор основных идей и результатов ДНК-вычислений – новой междисциплинарной области исследований, родившихся в 90-х годах на границе молекулярной биологии и компьютерных наук. Развитие этой области может оказаться очень важным и для нанотехнологии, и для молекулярной биологии, и для теории вычислений.

ABSTRACT

We present the review of main ideas and results of DNA computing - the new interdisciplinary research area, which originate from 90th at the turn of molecular biology and computer science. The development of such research area maybe will play very important role for nanotechnology, molecular biology and computer science.

Содержание

1 Введение 6

2 Эксперименты 7

2.1 Элементарные операции с ДНК 7

Комплементарность 8

Удлинение и дополнение цепочки ДНК 8

Укорочение и разрезание 9

Сшивка 10

Модификация 10

Полимеразная цепная реакция 11

Сплетение 13

Секвенирование 13

Гель-электрофорез 13

Синтез 14

2.2 Эксперимент Эдлмана 14

2.3 Эксперимент Э.Шапиро 17

2.4 Эксперимент Э. Винфри 23

3 Модели 26

Модель параллельной фильтрации (Parallel Filtering Model) 26

3.2 Плиточная модель 27

3.3 Операции ДНК в терминах теории формальных языков 28

4 Алгоритмы 29

5 Инструментальные средства 32

5.1 Xgrow 32

5.2 Namot 32

6 Заключение. Приглашение к диалогу 34

Список литературы 35



1 Введение


Вычисления на ДНК – это раздел области молекулярных вычислений, нового междисциплинарного направления исследований на границе молекулярной биологии и компьютерных наук. Основная идея ДНК-вычислений – построение новой парадигмы вычислений, новых моделей, новых алгоритмов на основе знаний о строении и функциях молекулы ДНК и операций, которые выполняются в живых клетках над молекулами ДНК при помощи различных ферментов. Основные надежды, которые возлагаются на область ДНК-вычислений в практическом смысле – это новые методы синтеза веществ и объектов на молекулярном уровне.

Область ДНК-вычислений несет новые идеи для специалистов по нанотехнологиям, идеи, связанные с программируемым синтезом структур на наноуровне, со сборкой методами «снизу вверх» с использованием механизмов самоорганизации и самоформирования на молекулярном уровне [1, 2].

Для специалистов в области компьютерных наук, теории вычислений, парадигма ДНК-вычислений интересна новыми открывающимися возможностями: новыми моделями вычислений, новыми алгоритмами, возможностью решения задач, не решаемых в рамках классической парадигмы вычислений, возможностью исследования процессов массового параллелизма, которые средствами классической парадигмы даются трудно.

Специалистам по молекулярной биологии область ДНК-вычислений может дать новые идеи, которые развивались ранее в компьютерных науках, новые инструментальные средства, новые подходы в моделировании живого вещества на молекулярном уровне.

Опыт междисциплинарного диалога между математиками, специалистами по генетике и молекулярной биологии уже существует. Этот диалог начался с идей А.А.Ляпунова и продолжался долгие годы в Новосибирском университете и Институте цитологии и генетики СО АН СССР. Было выпущено несколько поколений специалистов – математических биологов и развивалась теория молекулярно-генетических систем управления, в основе которой лежит информационно-кибернетический подход к описанию молекулярно-генетических систем и процессов в клетках и организмах [3]. Возможно что сейчас, когда уже созданы необходимые технологические предпосылки, разработанные подходы получат новое развитие.

При этом в контексте ДНК-вычислений могут быть переосмыслены и использованы и существующие математические модели синтеза различных молекулярных структур [4], и огромный накопленный к настоящему времени экспериментальный потенциал.
  1   2   3   4   5   6   7

перейти в каталог файлов
связь с админом