脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)是一类重要的生物大分子,是遗传信息的携带者和传递者。携带特定遗传信息的功能DNA片段被称为基因,它与生物体的生长、繁殖、疾病、衰老以及死亡都有根本性关系。随着人类基因组测序工作的完成,基因计算以及基因计算机成为国际计算机界的重要研究方向。因此,基因作为计算机的输入信号,尤其是用分子信标来实现计算机的逻辑门运算,引起更多学者的研究。近几年,量子计算机、生物计算机、DNA计算等领域的发展潜质引起了科学家们的好奇,他们纷纷前来研究。以生物大分子DNA计算(DNA computing)为主体的生物计算研究力度最大,缘于其具有大规模的并行计算能力和潜在的数据存储能力,使其成为非传统高性能计算的重要途径之一。本论文基于以上DNA的优点,做了如下研究：首先设计了特殊的分子信标,结合链置换模型,利用其中一个分子信标置换另一个已经发生构象的分子信标,可发生分子信标之间的碱基互补现象。由于环部与环部、茎部与茎部的结合,迫使两个分子信标发生构象变化,即荧光基团与猝灭基团结合,发生荧光被猝灭现象。当无分子信标输入时,原媒介中已有一个已经发生构象反应的分子信标,因此会有荧光显现。此模型解决了逻辑门的非门。此操作简单易行,便于观察和记录。利用此方法还解决了逻辑异或门。二是把分子信标作为粘贴串解决了部分逻辑门的DNA计算。即分子信标的环与存储链(等同于靶细胞)发生退火反应,此时分子信标发生构象变化,荧光得以显现。此模型实现了逻辑门的或门计算。该模型拥有以往普通粘贴模型的优点的同时,还拥有易于观察和更准确的优点。本章中还利用单双链相结合的现象也实现了或门的模型计算。三是利用DNA自组装和粘贴模型解决了AND门和与非门。AND门是应用分子信标与分子信标之间的自组装得以实现的：与非门是应用自组装和粘贴模型的有效结合实现的。最后给出了分子信标与吡啶二聚物实现了逻辑非门,此种方法是应用碱基G-G在吡啶二聚物的存在下能配对。该模型的优点是操作简单,还可以反复使用,节约了成本。