Pseudoknoop

'n Pseudoknoop is 'n sekondêre struktuur van nukleïnsure waar ten minste twee stamlusstrukture voorkom, en waar die helfte van die een stam tussen die twee helftes van 'n ander stam geïnterkaleer is. Die pseudoknoop is in 1982 vir die eerste keer waargeneem in die raap-geelmosaïekvirus.[2] Pseudoknope vou hulself in knoopvormige driedimensionele konformasies op, maar is nie ware topologiese knope nie.

Hierdie voorbeeld van 'n natuurlike pseudoknoop kom in die RNA komponent van die menslike telomerase voor.[1]
Driedimensionele struktuur van 'n pseudoknoop van 'n menslike telomerase-RNS. (A) stokke (B) ruggraatmodel. Die pdb-lêer is gebaseer op PDB: 1YMO.

Voorspelling en identifikasieWysig

Die strukturele konfigurasie van pseudoknoope leen homself nie tot opsporing deur bioberekening nie, as gevolg van sy kontekssensitiwiteit of oorvleuelingskarakter. Die basis-paring in pseudoknope is nie goed "genes" nie, met ander woorde, basispare kom voor wat in die volgorde oorvleuel. Dit maak die teenwoordigheid van pseudoknope in ribonukleïensuur (RNS)-reekse moeiliker voorspelbaar deur standaardmetodes van dinamiese programmering: hulle gebruik meesal 'n rekursiewe puntestelsel om gepaarde stingels te identifiseer en kan gevolglik nie ongeneste basispare opspoor nie. Nuwer metodes van stogastiese konteksvrye grammatika ly ook aan hierdie probleem. Gewilde sekondêre struktuurvoorspellingsmetodes soos Mfold Geargiveer 26 April 2006 op Wayback Machine en Pfold Geargiveer 10 Mei 2012 op Wayback Machine sal dus nie pseudoknoopstrukture uitken nie; hulle sal slegs die meer stabiele een van die twee pseudoknoopstamme uitken.

Dit is moontlik om 'n beperkte klas van pseudoknope te identifiseer deur die gebruik van dinamiese programmering, maar hierdie metodes is nie volledig nie, en skaleer swakker as 'n funksie van die soeklengte as die algoritmes wat nie pseudoknope soek nie.[3][4] Die algemene probleem om pseudoknope met die laagste vrye energie te voorspel is reeds as NP-volledig bewys.[5][6]

Biologiese betekenisWysig

Verskeie belangrike biologiese prosesse maak staat op RNS-molekules wat pseudoknope vorm; dikwels RNS-molekules met 'n uitgebreide tersiêre struktuur. Die pseudoknoopstreek van RNase P is byvoorbeeld een van die mees gekonserveerde elemente in die hele evolusie. Die telomerase RNS-komponent bevat 'n pseudoknoop wat van kritieke belang is vir sy aktiwiteit, en verskeie virusse gebruik 'n pseudoknoopstruktuur om 'n tRNS-agtige motief te vorm, en sodoende die gasheersel te infiltreer.[7]

VerwysingsWysig

  1. Chen JL, Greider CW. (2005). "Functional analysis of the pseudoknot structure in human telomerase RNA". Proc Natl Acad Sci USA 102(23): 8080–5.
  2. "Pseudoknots: RNA structures with diverse functions". PLoS Biol. 3 (6): e213. Junie 2005. doi:10.1371/journal.pbio.0030213. Besoek op 2010-07-15.
  3. Rivas E, Eddy S. (1999). "A dynamic programming algorithm for RNA structure prediction including pseudoknots". J Mol Biol 285(5): 2053–2068.
  4. Dirks, R.M. Pierce N.A. (2004) An algorithm for computing nucleic acid base-pairing probabilities including pseudoknots. "J Computation Chemistry". 25:1295-1304, 2004.
  5. Lyngsø RB, Pedersen CN. (2000). "RNA pseudoknot prediction in energy-based models". J Comput Biol 7(3–4): 409–427.
  6. Lyngsø, R. B. (2004). Complexity of pseudoknot prediction in simple models. Paper presented at the ICALP.
  7. "A new principle of RNA folding based on pseudoknotting". Nucleic Acids Res. 13 (5): 1717–31. 1985. doi:10.1093/nar/13.5.1717.

Eksterne skakelsWysig