1 / 14

Algoritmy pre hľadanie sekundárnej štruktúry RNA reťazcov, vizualizácia sekundárnej štruktúry

Algoritmy pre hľadanie sekundárnej štruktúry RNA reťazcov, vizualizácia sekundárnej štruktúry. Radovan Bachmann Vedúci práce: doc. RNDr. Gabriela Andrejková , CSc . Prírodovedecká fakulta UPJŠ. Ribonukleová kyselina. Primárna štruktúra. Sekundárna štruktúra. Terciálna štruktúra.

elaine
Télécharger la présentation

Algoritmy pre hľadanie sekundárnej štruktúry RNA reťazcov, vizualizácia sekundárnej štruktúry

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Algoritmy pre hľadanie sekundárnej štruktúry RNA reťazcov, vizualizácia sekundárnej štruktúry Radovan Bachmann Vedúci práce: doc. RNDr. Gabriela Andrejková, CSc. Prírodovedecká fakulta UPJŠ

  2. Ribonukleová kyselina Primárna štruktúra Sekundárna štruktúra Terciálna štruktúra

  3. Sekundárna štruktúra RNA • Jednoreťazcové molekuly RNA sa na niektorých miestach sa ohýbajú a tvoria sekundárnu štruktúru (vlásenka alebo stopková slučka).

  4. Typy slučiek Viacnásobnáslučka (multiloop) Párybáz (base pairs) Vnútornáslučka (internal loop) Vydutina (bulge) Vonkajšiaslučka (internal loop) Sponka (hairpin)

  5. Algoritmus pre nájdenie štruktúry s minimálnou voľnou energiou • Predpoklad : bifurcation slučky majú nulovú energiu • Algoritmus počíta 2 rôzne energie W(i,j),V(i,j) pre každú subsekvenciuSij pre každú danú RNA sekvenciu • Ak Si a Sj netvoria bázový pár → V(i,j) = ∞ • V(i,j) a W(i,j) sa počítajú rekurzívne • Tento algoritmus pracuje pridávaním nukleotidu za nejaký čas k sekvencií a zisťovaním najvhodnejšej štruktúry v každom kroku. • Posledné vypočítané číslo W(1,n) je minimálna požadovaná energia v štruktúre S

  6. Výsledky algoritmu • Nie je veľmi čo vylepšovať • Čas, ktorý potrebuje algoritmus je proporcionálny počtu nukleotidov • Počítačová pamäť limituje algoritmus iba do 800 nukleotidov • Program, ktorý ignoruje rozdvojené slučky dokáže spracovať až 1000 nukleotidov

  7. Výpočtové techniky • Algoritmus bol naprogramovaný vo Fortran-e • Bol implementovaný na IBM 3032 procesore • Najefektívnejšia verzia programu uchováva energie matíc W,V ako polovičné celé čísla v rovnakom dvojrozmernom poli. • Bolo napísaných niekoľko verzií programu • jedna nepovoľuje rozdvojené slučky a vypočíta optimálnu štruktúru • Druhá umožňuje vyrezanie istých subsekvencií

  8. U A U G C G A G G U U U G C C C G C A C G G U C G G C ( . . ( ( ( . . . ) . ) ) ( ( ( . ( . . . ) ) ) ) ) . Zátvorkový zápis S = AUGCGAGGUUUCGCCGCACGGUCGGUC

  9. Zátvorkový zápis – WUSS notácia

  10. Modelovanie sekundárnej štruktúry • Bezkontextová gramatika pre RNA reťazce: • N={S} • T={a,c,g,u} • S=S S→aSuS→aSS→Sa S→SS S→uSaS→cSS→Sc S→ε S→cSgS→gSS→Sg S→gScS→uSS→Su P=

  11. Ciele práce • 1. Spracovaťpoznatky o existujúcichalgoritmoch pre hľadaniesekundárnejštruktúry RNA reťazcov. • 2. Skúmať a spracovaťmožnostivylepšenianiektorého z týchtoexistujúcichalgoritmov z hľadiskapamäťovej a časovejzložitosti. • 3. Vytvoriťaplikáciunavizualizáciusekundárnejštruktúrynazákladezátvorkovejalebo WUSS notácie.

  12. Odporúčaná literatúra • 1. R. Durbin, S. Eddy, A. Krogh, G. Mitchinson: Biologicalsequenceanalysis. (Probabilisticmodels of proteins and nucleicacids). CambridgeUniversity Press, 2009. • 2. M. Zuker, P. Stiegler: OptimalComputerfolding of large RNA sequencesusingthermodynamics and auxiliaryinformation. NucleicAcidsResearch 9:133-148, 1981. • 3. D. Sankoff: Simultaneoussolution of the RNA folding, alignment, and protosequenceproblems. SIAM J. Appl. Math. 1985, Vol. 45, p. 810-825. • 4. Y. Wexler, C. Zilberstein, M. Ziv-Ukelson: A Study of AccessibleMotifs and RNA FoldingComplexity. Journal of ComputationalBiology, 2007, Vol. 14.

  13. Otázky?

  14. Ďakujem za pozornosť

More Related