RNAfold与DNAfold软件：基于Zuker算法的结构预测分析

"这篇文章主要介绍了基于RNA和DNA的软件分析工具——RNAStructure3.2，该软件主要用于预测RNA和DNA的二级结构，并提供了丰富的功能，如序列编辑、结构折叠、自由能计算以及结构可视化等。文章还提到了预测过程中的Zuker算法及其在软件中的应用，以及如何通过调整参数来获取次优结构。" 在生物学领域，DNA和RNA的分析是至关重要的，因为它们承载着生物遗传信息，并参与蛋白质合成。RNAStructure3.2是一个强大的工具，它基于最小自由能原理，实现了Zuker算法的计算机化，能够根据RNA的一级序列预测其二级结构。这个预测过程依赖于最新的热力学数据，这些数据由Turner实验室提供，确保了预测的准确性。 软件的核心功能包括： 1. **NewSequence** 和 **OpenSequence**: 这两个功能允许用户导入或编辑RNA和DNA序列，支持多种文件格式，如.seq、.gen (GenBank) 和文本格式。 2. **RNAFoldSingleStrand** 和 **DNAFoldSingleStrand**: 这些选项分别使用RNA和DNA特定的参数来折叠单链序列，生成可能的二级结构。 3. **RNAFoldIntermolecular** 和 **DNAFoldIntermolecular**: 用于折叠两个单体，分析双链RNA和DNA的结构。 4. **Refold**: 当用户希望使用不同的标准重新折叠已保存的序列时，可以使用此功能快速生成次优结构。 5. **Efn2**: 该功能计算已折叠结构的自由能，结果存储在.ct文件中，便于后续分析。 6. **Draw**: 用户可以通过此功能绘制RNA或DNA的二级结构图，方便可视化。 7. **DotPlot**: 生成折叠序列的点阵图，有助于理解序列间的相互作用。 8. **MixandMatch**: 该模块允许用户重组次优结构的区域，寻找最小自由能的结构，与实验数据相匹配。 9. **OligoWalk**: 用于预测寡聚体与RNA目标序列的杂交情况，对于寡核苷酸设计至关重要。 RNAStructure3.2的预测过程分为两步：首先，使用回归算法生成最优结构及一系列次优结构，数量由用户设定的参数决定；其次，根据新的最小自由能重新排序结构。较小的窗口大小会导致生成的次优结构变化不大，而较大的窗口尺寸则可能产生更广泛的结构多样性。 对于小于500碱基的区域，RNAStructure3.2的预测精度得到了研究验证。这款软件为科研人员提供了便利，使得RNA和DNA的结构预测变得更加高效和精确，极大地推动了分子生物学、生物信息学以及基因工程等领域的研究。