طراحی و شبیه سازی مدارات اتصال رله و گیت های منطقی پایه با استفاده از رشته های دی ان ای

چشم انداز برنامه نویسی سیستم های مولکولی برای اجرای عملیات، محققان را به سوی طراحی مدارات بیوشیمیایی ترکیبی و ساخت رایانه ی مولکولی جذب کرده است. در این مقاله یک ساختار مولکولی، برای طراحی یک موتیف ساده به نام «گیت الاکلنگی» معرفی می شود. این مدل با استفاده از مکانیزم جابجایی رشته های د ی ان ای عمل می کند. این مکانیزم در سالهای اخیر مورد توجه محققان علم رایانه در زمینه ی محاسبات DNA قرار گرفته است. زیرا این مکانیزم بدون آنزیم و بصورت خودمختار عمل می کند و ساخت رایانه مولکولی مستقل از انسان یک خواسته این تکنولوژی است.در این روش رشته ی DNA در نظر گرفته شده به عنوان خروجی، به رشته ی گیت متصل است و زمانیکه غلظت رشته ی ورودی از حدآستانه خود بگذرد، بصورت خودبخود رشته ی خروجی آزاد می شود. این روند عملکرد گیت های رایانه ی سیلیکونی را نشان می دهد. به منظور بررسی کاربرد این ساختار اقدام به شبیه سازی مدارات اتصال رله و گیت های AND و OR نموده ایم. دستاورد این طراحی می تواند منجر به فراهم آمدن امکان ساخت یک واحد محاسباتی- منطقی (ALU) مولکولی شود. در پی این روش طراحی، می توان پیشرفت در راستای تولید مدارات بصورت سیستمی و کاربردی، که یکی از چالش های تولید گیت های مولکولی است، را به وضوح دید.

Keywords:

محاسبات DNA , رایانه مولکولی , مکانیزم جابجایی رشته , مدار اتصال رله , مدار ترکیبی