Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка...
TRANSCRIPT
![Page 1: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/1.jpg)
Структура РНК
![Page 2: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/2.jpg)
Рибонуклеиновая кислота
![Page 3: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/3.jpg)
Матричная РНК
![Page 4: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/4.jpg)
Транспортная РНК
![Page 5: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/5.jpg)
Рибосомольная РНК
![Page 6: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/6.jpg)
Малые интерферирующие ДНК
![Page 7: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/7.jpg)
МикроРНК
![Page 8: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/8.jpg)
Малые ядрышковые РНК
![Page 9: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/9.jpg)
Вирусная РНК
![Page 10: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/10.jpg)
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](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/11.jpg)
Представления вторичной структуры
![Page 12: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/12.jpg)
Описания вторичной структуры
![Page 13: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/13.jpg)
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](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/14.jpg)
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](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/15.jpg)
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](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/16.jpg)
Минимизация свободной энергии
![Page 17: Алгоритмы в биоинформатике, осень 2016: Расшифровка структуры РНК](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/17.jpg)
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](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/18.jpg)
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](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020119/587486c31a28abc62f8b58a1/html5/thumbnails/19.jpg)
State-of-the-art алгоритмы
Учитывают не только вторичную, но и третичную структуру.
Учитывают все пары, не только базовые.