19
Структура РНК

Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Структура РНК

Page 2: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Рибонуклеиновая кислота

Page 3: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Матричная РНК

Page 4: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Транспортная РНК

Page 5: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Рибосомольная РНК

Page 6: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Малые интерферирующие ДНК

Page 7: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

МикроРНК

Page 8: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Малые ядрышковые РНК

Page 9: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Вирусная РНК

Page 10: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Шпилька(стебель-петля)

Мультипетля(перекресток)

Выпяченная петля

Одиночная цепь

Внутренняяпетля

Двойная спираль(стебель)

Псевдоузел

Вторичная структура РНК

Page 11: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Представления вторичной структуры

Page 12: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Описания вторичной структуры

Page 13: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Алгоритм максимизации спаренных пар(Нуссинов)

𝑠 𝑖, 𝑗 = max

𝑠 𝑖 + 1, 𝑗

𝑠 𝑖, 𝑗 − 1

𝑠 𝑖 + 1, 𝑗 − 1 + 1, если 𝑖, 𝑗 − парные

max𝑖<𝑘<𝑗

𝑠 𝑖, 𝑘 + 𝑠 𝑘 + 1, 𝑗

Page 14: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

𝑠 𝑖, 𝑗 = max

𝑠 𝑖 + 1, 𝑗

𝑠 𝑖, 𝑗 − 1

𝑠 𝑖 + 1, 𝑗 − 1 + 1, если 𝑖, 𝑗 − парные

max𝑖<𝑘<𝑗

𝑠 𝑖, 𝑘 + 𝑠 𝑘 + 1, 𝑗

Алгоритм максимизации спаренных пар(Нуссинов)

Page 15: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Задача – РНК выравниваниеНаписать программу, реализующую алгоритм Нуссинов нахождения оптимальной структуры РНК с помощью максимизации количества спаренных оснований..

Page 16: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Минимизация свободной энергии

Page 17: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Алгоритм минимизации энергии (MFE)

Реализации: unafold, RNAfold

В 1999 году появилась реализация для учета псевдоузлов (PKNOTS), время алгоритма увеличилось до O(N6).

Page 18: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

Учет информации о других структурах - ковариация

Сделаем выравнивание нашей последовательности с известными структурами.

— заменяет 1 в алгоритме Нуссинов

— частота спаренных N1 и N2 в позициии i,j

— частота N1 и N2 в позициях i и j соответственно

Page 19: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК

State-of-the-art алгоритмы

Учитывают не только вторичную, но и третичную структуру.

Учитывают все пары, не только базовые.