RNA修飾是發(fā)生在生物體中將初級(jí)轉(zhuǎn)錄RNA轉(zhuǎn)化為成熟RNA的加工過程,是基因調(diào)控領(lǐng)域的重要組成部分。同時(shí)該修飾作為轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控方式,參與多種重要的生物學(xué)過程。迄今為止,已有超過150種RNA的轉(zhuǎn)錄后修飾在生命領(lǐng)域被發(fā)現(xiàn)。RNA修飾可以影響RNA剪接、RNA降解、蛋白質(zhì)翻譯和人體免疫調(diào)節(jié)等生物活動(dòng),在生物體的調(diào)節(jié)中起著不可或缺的作用。因此,對(duì)于已測(cè)得RNA基因修飾數(shù)據(jù)研究其修飾類型,有助于為科學(xué)家解釋和發(fā)現(xiàn)RNA表觀修飾調(diào)控提供新思路,更好地理解其分子機(jī)制和功能。雖然物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)和基于高通量測(cè)序技術(shù)的RNA修飾位點(diǎn)識(shí)別方法一定程度上促進(jìn)了RNA修飾研究的進(jìn)展,并對(duì)RNA修飾的鑒定和生物功能的認(rèn)識(shí)起到了積極的推動(dòng)作用,但是完全通過生物實(shí)驗(yàn)以確定RNA修飾位點(diǎn)和類型不僅耗時(shí)且成本較高。因此,隨著高分辨率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累和大量計(jì)算模型的出現(xiàn),使用生物信息學(xué)的方法對(duì)RNA序列信息進(jìn)行分析預(yù)測(cè)和確定RNA修飾位點(diǎn)和類型是非常迫切和必要的,并且很快變成表觀遺傳領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿問題之一。近年來,已經(jīng)有多個(gè)RNA修飾位點(diǎn)預(yù)測(cè)工具被發(fā)布。但是這些預(yù)測(cè)工具大部分都依靠于研究人員的先驗(yàn)知識(shí),利用RNA修... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：40 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

組成核糖核苷酸的4中堿基結(jié)構(gòu)示意圖

5圖2.1組成核糖核苷酸的4中堿基結(jié)構(gòu)示意圖這4種堿基與DNA的A、T、C、G堿基形成以下4種堿基互補(bǔ)配對(duì)：A與T、C與G、U與A、G與C，以實(shí)現(xiàn)DNA的轉(zhuǎn)錄過程。除了上述４種基本的堿基互補(bǔ)配對(duì)，基于化學(xué)基團(tuán)的修飾在核糖核苷酸上也會(huì)發(fā)生。RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)：即使RNA通常是單鏈分子，但因自身折疊而形成的堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象也會(huì)出現(xiàn)在RNA的局部，因此這種現(xiàn)象被稱為RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)。通常情況下A與U、C與G配對(duì)，但是偶爾也會(huì)出現(xiàn)特例情況，如G與U的配對(duì)。因?yàn)槭窃诳臻g上的折疊所以會(huì)形成單鏈(SingleStrand)、莖(Stem)、內(nèi)部環(huán)(InteriorLoop)、多分枝環(huán)(MultibranchedLoop)、凸起(Bugle)、發(fā)夾環(huán)(HairpinLoop)等結(jié)構(gòu)。RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)各類結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.2所示。圖2.2RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)各類結(jié)構(gòu)示意圖RNA三級(jí)結(jié)構(gòu)：因RNA與蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)相似，故RNA也可通過盤曲折疊的方式形成的較為穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)。想成為生物活性的分子只需具有三維結(jié)構(gòu)的RNA即可�？梢院�(jiǎn)單地認(rèn)為，由堿基互補(bǔ)配對(duì)形成的平面結(jié)構(gòu)相當(dāng)于RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)，而RNA

6的三級(jí)結(jié)構(gòu)是由RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)通過進(jìn)一步的盤曲折疊的方式進(jìn)而形成的三維立體結(jié)構(gòu)。RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)各類結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.3所示。圖2.3RNA三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖(圖片來源：PDB數(shù)據(jù)庫)總的來說由于RNA復(fù)雜多變的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，致使我們無法知道發(fā)生RNA修飾位點(diǎn)周圍的核苷酸是否是我們?cè)跀?shù)據(jù)庫中下載的該位點(diǎn)左右兩邊的序列片段。所以我們?yōu)榱吮M量獲得更多的信息增加了RNA序列片段輸入的長度。但與此同時(shí)也引入了更多的噪音，這給RNA修飾位點(diǎn)問題帶來了極大的挑戰(zhàn)。2.2RNA修飾概述基因的表達(dá)和細(xì)胞的生長、分裂受遺傳和表觀遺傳的控制。遺傳的異常變化(如基因突變、基因缺失、基因擴(kuò)增和染色體易位)或者異常的表觀遺傳(如DNA或者組蛋白修飾變化)都可能會(huì)導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。對(duì)于帶有DNA編碼的RNA，在細(xì)胞內(nèi)的工作可以依靠其攜帶的蛋白質(zhì)的產(chǎn)生來完成，在實(shí)際遺傳序列不發(fā)生改變的前提下，基因表達(dá)情況的改變會(huì)受RNA化學(xué)修飾作用的影響，如神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育、免疫系統(tǒng)反應(yīng)以及多種類型的癌癥，乃至是肥胖等。這種表觀遺傳學(xué)修飾影響在許多機(jī)體的生物學(xué)過程會(huì)出現(xiàn)。1951年，對(duì)RNA的修飾領(lǐng)域展開了深入研究，隨著對(duì)RNA修飾研究的不斷發(fā)現(xiàn)，RNA的重要性在調(diào)控機(jī)體方面得以表現(xiàn)。迄今為止，已有超過150種不同類型的RNA修飾被鑒定，這些RNA修飾存在于生命的三大領(lǐng)域中的大多數(shù)細(xì)胞的RNA中。通常，RNA修飾的使用主要應(yīng)用在擴(kuò)展四種堿性核苷酸的化學(xué)性質(zhì)和拓?fù)湫再|(zhì)中，從而對(duì)攜帶它們的RNA/RNP的生物發(fā)生、穩(wěn)定性、動(dòng)力學(xué)和功能產(chǎn)生了影響。因此，目前至關(guān)重要的生物學(xué)研究課題是RNA修飾位點(diǎn)的識(shí)別，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)的方法建立了一個(gè)基于RNA的序列為的就是改良傳統(tǒng)的生物與物理識(shí)別技術(shù)耗時(shí)費(fèi)力的方法，同時(shí)迫切需要一種可以使產(chǎn)生的預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)臨床實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生


本文編號(hào)：3143433