RNA二级结构预测

五、RNA二级结构预测

尽管现有一些RNA折叠程序可以预测RNA二级结构,但这类分析仍然是一门艺术。RNA折叠有助于找出RNA分子中可能的稳定区,但对给定的RNA分子来说,这一结果的生物学意义究竟有多大,还是一个未知数。即便有此局限性,二级结构的预测还是有助于找出mRNA控制区以及RNA分子中可能形成稳定折叠结构的区段。

预测二级结构的最大难题是对三级结构中既有的相互作用进行模型化处理,然后将此处理结果回归成一级结构要素,用于折叠结构的预测。诚然,现有的RNA折叠程序并未考虑核酸分子中可能的三级结构。这些程序只能定出有限数目的二维结构的能学参数,由此推测得出的二维最稳定结构可能与三维最稳定结构相去甚远,因为三维最稳定结构里的环区可与环区相互作用,螺旋区可以堆积,还可能出现各种非Watson-Crick碱基对结构。

目前已有一些比较有名的预测程序,例如MFOLD[M代表多,从早期的RNAFold程序或GCG软件包的FOLD程序扩充而成],由加拿大国家研究基金会的Michael Zuker设计。除对碱基配对的标准能学进行分析外,MFOLD还考虑到了碱基堆积的能量及单碱基统计的熵。这一程序的VMS、VWIX、DOS和Macintosh版本可以从许多软件组合中找到。尽管MFOLD的输出结果是文本形式,但有几个程序可以将预测结构转化为图示形成。