Hledání sekundarních struktur v primarních strukturách nukleových kyselin

Abstract

Struktura RNA molekul je významná z hlediska jejich funkce a regulace. Na objev konkrétní funkční struktury v genomu pak může být nahlíženo jako na objev funkce s ní spojené. Translace nezávislá na 5' čepičky je jednou z těchto funkcí. Je to známý mechanismus, který umožňuje virům převzít buněčné kapacity na výrobu proteinů. Přestože je to mechanismus typický zejména pro viry, není pouze jejich doménou - u části lidských genů bylo ukázáno in vitro, že tento způsob translace také používají. Testy vedoucí k těmto objevům jsou však náročné jak na čas, tak na zdroje. Tato práce proto představuje výpočetní pipeline, ve které je prohledáván celý lidský genom a úseky podobné IRES viru HCV nahlášeny. Hlavními kroky pipeline je inverzní skládání sekvencí, BLAST a vyhledávání na základě struktur. Jako ověření konceptu je předložena oblast v 5'UTR oblasti genu DRC3, ve kterém lze najít strukturní motivy mající potenciálně schopnost regulovat genovou translaciStructure of RNA molecules is often important for their function and regulation. Discovering a particular functional structure within a genome could then be viewed as discovering the associated function. Cap-independent translation is one of those functions. It is a well known mechanism with which viruses seize protein production capacities of cells. Though typical for viral RNA, cap-independent translation is not only a domain of viruses - a fraction of human genes was shown in vitro to use this mechanism as well. Tests leading to these discoveries are however both time and resource consuming. This work proposes a computational pipeline, that searches the human genome and outputs potential IRES candidates. The main steps of the pipeline involve inverse folding, BLAST and structural search. As a proof of principle, we present findings within 5'UTR region of DRC3 gene that contain structural motifs, which may exhibit transcription regulatory capabilities.