結構生物化學/核酸/未來的 DNA

DNA，脫氧核糖核酸，包含人體合成氨基酸的所有指令，其基因從父母傳給後代。此外，未來，DNA 也可以用在電子裝置中，幫助其更快地工作或安裝在當今大型機器無法容納的小空間中。新型基於 DNA 的機器將比當前裝置消耗更少的能量和熱量。DNA 獨特的特性——其尺寸、結構和複製能力——使其可能優於當前用於執行電子裝置的材料。

DNA 電氣微線

DNA 具有獨特的雙螺旋形狀，其中一條 DNA 鏈的核苷酸與其互補鏈相互纏繞。當兩條鏈的含氮鹼基結合在一起時，它們會連線形成一個梯子。結構的內部是梯子，而外部是連線在一起的糖分子，這些糖分子與磷酸基團連線。DNA 的扭曲賦予其環狀結構。據說這種結構具有有序的電子排列，形成了所謂的“π 路徑”。π 路徑是由環狀結構中原子上方懸浮的軌道中的 π 電子產生的。電子可以透過這些 π 路徑傳導電流。DNA 的導電能力可能在微型機器中很有用。

DNA 微型機器人

在未來，工廠將充滿微型機器人，而不是人類，它們將執行重複性任務。紐約大學的 Nadrian Seemen 設計了一個微型機器人，它太小，即使在顯微鏡下也無法看到，它由實驗室合成的 DNA 製成。他從他稱為 DNA DX 的合成 DNA 分子開始，該分子具有足夠堅固的形狀，可以作為機器人的手臂，此外，他使用酶將三個不同的 DNA 片段連線在一起。Seeman 的 DNA 機器人包含保留其特性的 DNA 鏈，例如分子中發生的自然扭曲和轉折。由於機器人太小，無法在顯微鏡下看到，因此在 DNA 的每個部分添加了熒光標籤和指示性的光芒，以監控分子何時靠近。如果它們靠得很近，就會發光，否則不會發光。

DNA 生物感測器

在未來，可以構建 DNA 生物感測器來檢測兩條互補 DNA 鏈連線中的錯誤。DNA 生物感測器將是一個微小的方形晶片，由感測元件（探針）、訊號發生器和微雷射器組成。當兩條鏈在每個核苷酸位置匹配時，生物感測器就會發光。理想情況下，當浸入含有 DNA 的液體中時，它將檢測出導致疾病的病毒和細菌。

DNA 計算機

第一個 DNA 計算機的原型是在 1994 年建立的。建立 DNA 計算機是有意義的，因為進化表明 DNA 被選中來儲存生命的指令。此外，DNA 從一代傳到下一代的方式涉及數學，因此建立一臺能夠解決複雜數學問題的 DNA 計算機是合理的。一臺普通的計算機將使用演算法並找到所有可能的路線來獲得給定數學問題的答案，而 DNA 計算機將使用 DNA 來建立問題中給定變數的鏈並將其連線在一起以獲得正確答案，而無需經過所有可能的解決方案方式。