روش هاي محاسباتي براي پيش بيني ساختار دوم RNA

Computational Methods for RNA Secondary Structure Prediction

عملكرد مولكول‌هاي RNA اغلب به ساختار فضايي آنها بستگي دارد. ساختار فضايي يك مولكول RNA را مي‌توان با روشهاي آزمايشگاهي مانند NMR و يا كريستالوگرافي اشعه‌ي ايكس به طور دقيق مشخص كرد، ولي اين كار مستلزم صرف زمان و هزينه‌ي بالايي مي‌باشد. به همين دليل، استفاده از روشهاي محاسباتي براي پيش‌بيني ساختار فضايي يك مولكول RNA بسيار مورد توجه قرار گرفته است. به دليل اين كه مسئله پيش‌بيني ساختارهاي فضايي RNA بسيار پيچيده بوده و از نظر محاسباتي پرهزينه است، لذا اكثر تحقيقات انجام شده در اين زمينه بر روي مسائلي تمركز دارند كه به ساختار دوم RNA مرتبط مي‌باشند. اين نوع ساختار را مي‌توان به صورت مجموعه‌اي از موقعيتهاي جفت شده در يك دنباله‌ي RNA توصيف كرد. مسئله پيش‌بيني ساختار دوم RNA در حدود 30 سال پيش ارائه شده و تا كنون تحقيقات زيادي بر روي آن انجام شده است. كمينه‌سازي سطح انرژي به عنوان يكي از رويكردهاي مهم براي حل اين مسئله پيشنهاد شده و بر اساس آن الگوريتم‌هاي نوسينف و زوكر ارائه شده‌اند. در اين مقاله، پس از ارائه تعاريف اوليه مربوط به ساختارهاي RNA، اين دو الگوريتم با جزئيات كامل ارائه و تحليل مي‌شوند.

The function of an RNA is mostly related to it tertiary structure. These structures could be precisely determined by NMR or X-ray crystallography techniques, but it is very expensive and time consuming. Therefore, using the computational methods for predicting the RNA tertiary structure become attractive. Since the prediction of RNA tertiary structure is very complex and computationally inefficient, most of the researches are focus on the problems related to RNA secondary structures. This kind of structures could be described by a set of paired location in an RNA sequence. This problem has been introduced almost 30 years ago and many researches have been down to solve it. Minimizing the free energy is an important approach to attach it and based on this approach Nossinov and Zuker algorithms are devised. In this paper, basic concepts related to the RNA structures are introduced and the mentioned two algorithms are presented and analyzed in details.