روش های محاسباتی برای پیش بینی ساختار دوم rna

عملکرد مولکول‌های rna اغلب به ساختار فضایی آنها بستگی دارد. ساختار فضایی یک مولکول rna را می‌توان با روشهای آزمایشگاهی مانند nmr و یا کریستالوگرافی اشعه‌ی ایکس به طور دقیق مشخص کرد، ولی این کار مستلزم صرف زمان و هزینه‌ی بالایی می‌باشد. به همین دلیل، استفاده از روشهای محاسباتی برای پیش‌بینی ساختار فضایی یک مولکول rna بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به دلیل این که مسئله پیش‌بینی ساختارهای فضایی rna بسیار پیچیده بوده و از نظر محاسباتی پرهزینه است، لذا اکثر تحقیقات انجام شده در این زمینه بر روی مسائلی تمرکز دارند که به ساختار دوم rna مرتبط می‌باشند. این نوع ساختار را می‌توان به صورت مجموعه‌ای از موقعیتهای جفت شده در یک دنباله‌ی rna توصیف کرد. مسئله پیش‌بینی ساختار دوم rna در حدود ٣٠ سال پیش ارائه شده و تا کنون تحقیقات زیادی بر روی آن انجام شده است. کمینه‌سازی سطح انرژی به عنوان یکی از رویکردهای مهم برای حل این مسئله پیشنهاد شده و بر اساس آن الگوریتم‌های نوسینف  و زوکر  ارائه شده‌اند. در این مقاله، پس از ارائه تعاریف اولیه مربوط به ساختارهای rna، این دو الگوریتم با جزئیات کامل ارائه و تحلیل می‌شوند.

computational methods for rna secondary structure prediction

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.