RNAstructure — это программный пакет для предсказания и анализа вторичной структуры РНК и ДНК, основанный на термодинамических параметрах. Разработанный в лаборатории Дэвида Мэтьюса в Университете Рочестера, он предоставляет алгоритмы для вычисления наименьшей свободной энергии (MFE), вероятностей пар оснований, а также для моделирования взаимодействий между молекулами РНК и ДНК. Программа используется в исследованиях молекулярной биологии, биоинформатики и при разработке терапевтических олигонуклеотидов.
Основой работы RNAstructure являются параметры ближайшего соседа, известные как правила Тёрнера, которые позволяют оценивать стабильность фолдинга РНК. Эти параметры включают изменения энтальпии и свободной энергии при образовании вторичной структуры, что позволяет предсказывать стабильность конформации при различных температурах. Программа поддерживает работу с расширенными алфавитами, такими как м6A, и может учитывать данные химической модификации, SHAPE, NMR и другие экспериментальные ограничения при предсказании структуры.
- Предсказание структуры с наименьшей свободной энергией (MFE) — определение наиболее вероятной вторичной структуры РНК или ДНК на основе минимизации свободной энергии.
- Вычисление вероятностей пар оснований — оценка вероятности образования каждой пары оснований с использованием функции разделения.
- Предсказание биомолекулярных структур — моделирование взаимодействий между двумя молекулами РНК или РНК и ДНК, включая предсказание их равновесной связывающей способности.
- Поиск общей структуры для двух последовательностей — определение общей вторичной структуры для двух несогласованных последовательностей, что повышает точность предсказания.
- Включение экспериментальных данных — использование данных химической модификации, SHAPE, NMR и других методов для ограничения или уточнения предсказанной структуры.
- Поддержка расширенных алфавитов — работа с алфавитами, включающими модификации, такие как м6A, для анализа структур с нестандартными нуклеотидами.
- Оценка стабильности структуры при различных температурах — использование энтальпийных изменений для предсказания стабильности структуры при температурах, отличных от 37°C.
- Поддержка различных форматов ввода и вывода — возможность работы с различными форматами данных, включая dot-bracket, CT и другие, для удобства интеграции с другими инструментами и базами данных.