34、RNA 三级结构预测算法：umFold 的原理与性能

RNA 三级结构预测算法：umFold 的原理与性能

1. RNA 简介

RNA 是存在于每个生物体中的一种非常重要的核酸类型，由长链核苷酸组成。它包含四种常见的核糖核苷酸，即嘌呤（腺嘌呤 A 和胞嘧啶 C）和嘧啶（鸟嘌呤 G 和尿嘧啶 U），这些是 RNA 分子的基本构建模块。

基于功能，RNA 可分为信使 RNA（mRNA）、转运 RNA（tRNA）、核糖体 RNA、小干扰 RNA（RNis）、转运信使 RNA（tmRNA）、非编码 RNA（nsRNA）、微小 RNA（miRNA）等。不同类型的 RNA 具有重要的应用：
- 微小 RNA（miRNA）是短 RNA 序列，通常用于在转录后作用中规范基因，还具有抑制肿瘤的能力，可作为癌基因。
- 干扰 RNA（RNAi）支持基因切片机制，可用于基因探测和药物设计。
- 核酶具有催化特性，可用于对抗有害疾病。
- 小 RNA（sRNA）可用于激发或抑制毒力基因。

目前有大量的 RNA 序列信息可用，但预测 RNA 三级结构的实验方法，如 RNA 晶体学、正常模式分析（NMA）和化学修饰等，非常耗时，因此更强调计算方法。

2. RNA 三级结构预测算法分析

蛋白质的结构决定其功能，RNA 也是如此。然而，虽然有许多蛋白质结构预测算法，但 RNA 结构的研究相对较少，可用的 RNA 结构预测算法屈指可数。

大多数 RNA 结构预测算法使用基于知识的算法，基于序列相似性的比较建模能更准确地预测结果，但主要限制是需要有实验上更清晰、准确的结构作为模板来预测新结构。还有基于物理的方法，但这些方法不适用于长序列，随着序列中核苷酸数量的增加，