Influência da dinâmica transcricional no dobramento da molécula de RNA

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Costa, Pedro Rafael [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Ácido ribonucleico; Expressão gênica; Biologia molecular; Genética molecular; Estrutura secundária; Biologia computacional; RNA; Secondary structure; Monte Carlo simulations; Cotranscriptional folding; Computational biology
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/143480

Uma grande variedade de sequências de RNA presentes nos transcriptomas mas com funções ainda desconhecidas tem estimulado o desenvolvimento de técnicas experimentais e computacionais que colaborem na determinação do papel dessas moléculas. Entretanto, a compreensão dos mecanismos de ação de uma dada molécula de RNA envolve não somente a determinação de sua estrutura de mínima energia livre, mas também o estudo do comportamento de suas conformações metaestáveis. Os algoritmos existentes para predição da estrutura de moléculas de RNA ignoram armadilhas cinéticas que podem levar a formação de estruturas subótimas e utilizam modelos termodinâmicos incompletos, muitas vezes ignorando a formação de estruturas mais complexas, como os pseudonós. Nesse trabalho apresentamos um algoritmo para simulação do dobramento cotranscricional para o estudo dos efeitos da conformação espacial da molécula de RNA na cinética da transcrição. A partir da determinação das conformações permitidas, o algoritmo estabelece uma série de reações de transição entre esses estados, com valores das taxas de ocorrência ponderados através de uma distribuição de probabilidade de Boltzmann baseada na variação de energia livre de Gibbs desses estados. As energias livres das estruturas secundárias são determinadas segundo o modelo dos primeiros vizinhos e dois algoritmos foram implementados para o cálculo da energia livre dos pseudonós. Finalmente, simulações de Monte Carlo baseadas no algoritmo de Gillespie foram realizadas para determinação do caminho de dobramento da molécula. Exemplos de aplicações demonstram o potencial do programa desenvolvido.