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文檔簡介
1、核糖核酸(RNA)是生命體內(nèi)重要的生物大分子,大量研究表明,僅有不到2%的RNA被用來編碼蛋白質(zhì),其余占絕大部分 RNA作為非編碼 RNA(Non-coding RNA)在生物體內(nèi)發(fā)揮著催化、調(diào)控等各種生物學(xué)功能。非編碼RNA研究的重要應(yīng)用領(lǐng)域是相關(guān)疾病的預(yù)防與治療,包括理解疾病的發(fā)生發(fā)展機制、尋求新的疾病診斷與治療所需的新型生物標(biāo)志物和藥物靶標(biāo)等。
隨著RNA結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中RNA數(shù)據(jù)量的增加,如何從RNA結(jié)構(gòu)中獲得其功能信息,
2、變得越來越重要。要想理解RNA發(fā)揮生物學(xué)功能的作用機制,不僅要知道其結(jié)構(gòu)信息,還要知道與其結(jié)構(gòu)相關(guān)的動力學(xué)信息。為了更好的剖析RNA的結(jié)構(gòu)及其功能,迫切需要發(fā)展有效的計算方法和技術(shù),從RNA結(jié)構(gòu)中獲取與功能相關(guān)的動力學(xué)信息,本論文借鑒高斯網(wǎng)絡(luò)模型(GNM)在蛋白質(zhì)研究中的成功經(jīng)驗,發(fā)展研究基于GNM的RNA結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系有效模型。
首先分析非編碼RNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能,基于RNA的結(jié)構(gòu)特征,確定本課題的主要研究對象為rRNA
3、、tRNA和單鏈核糖開關(guān)RNA。然后,基于GNM,把RNA天然結(jié)構(gòu)描述為一個彈性網(wǎng)絡(luò),每個核苷酸只考慮 P原子,簡化為一個點,當(dāng)兩點之間的距離小于某一截斷半徑,它們之間用一彈簧相連。之后,在GNM模型中,由于彈性系數(shù)是一個不確定的量,本文將節(jié)點之間的相互作用區(qū)分為共價和非共價相互作用,其中共價相互作用的彈性系數(shù)為cγ,非共價相互作用的彈性系數(shù)取為γ。通過優(yōu)化共價相互作用的彈性系數(shù)cγ,得到溫度因子的理論值與實驗值之間的最佳關(guān)聯(lián)系數(shù),對優(yōu)
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