Название статьи:
Теоретико-множественные модели данных в задаче расчета вторичных структур РНК
Авторы: Мартьянов В.И., доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, Байкальский государственный университет; профессор, Иркутский национальный исследовательский технический университет; профессор, Иркутский государственный университет, Байкальский государственный университет; Иркутский национальный исследовательский технический университет; Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Российская Федерация,
martvliv@mail.ru В рубрике:
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Год: 2022 Том: 4 Номер журнала: 4
Страницы: 343-357
Тип статьи: Научная статья
УДК: 519.6
DOI: 10.17150/2713-1734.2022.4(4).343-357
Аннотация:
Задачи расчета вторичных структур нуклеотидных последовательностей РНК являются важными частными случаями комбинаторных задач высокой сложности (NP трудные задачи), которые можно решать логико-эвристическими методами. Кроме того, известна возможность применения программного обеспечения решения задач расчета вторичных структур нуклеотидных последовательностей РНК для филогенетического анализа (восстановление всех мутаций от предка к потомку).
В настоящей работе предлагаются более общие средства представления данных и более мощные алгоритмы расчета вторичных структур нуклеотидных последовательностей РНК, чем в предыдущих работах автора. Кроме того, отметим, что программное обеспечение имеет большие возможности адаптации для решения задач филогенетического анализа.
Вычислительные эксперименты, результаты которых приводятся в данной работе, проводились на исходных данных, взятых с сайта www.ncbi.nlm.nih.gov. Кроме того, данные также брались из банков нуклеотидных последовательностей GenBank (США) и EMBL (Европа).
Адаптация разработанных методов расчета вторичных структур проводилась вначале на поиске полного спектра совершенных повторов в генетических текстах (геномы Bradyrhizobium japonicum (BA0000040_GR), Streptomyces avermitilis (BA0000030_GR)). В результате чего был создана программа, настраиваемая по многим параметрам, включая работу в алфавите, расширенным консенсусными символами (подробнее во введении).
Ключевые слова: вторичные структуры нуклеотидных последовательностей РНК, филогенетический анализ, NP трудные задачи, NP трудные задачи
Список цитируемой литературы: - Архипов В.В. Логико-эвристические методы поиска вторичных структур РНК / В.В. Архипов, Ю.М. Константинов, В.И. Мартьянов. - EDN LCZSRX // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2010. - № 1. - С. 162-167.
- Мартьянов В.И. Логико-эвристические методы сетевого планирования и распознавание ситуаций / В.И. Мартьянов // Проблемы управления и моделирования в сложных системах : труды III Междунар. конф., Самара, 4 сент. 2001. - Самара, 2001. - С. 469-473.
- Мартьянов В.И. Применение логико-эвристических методов для некоторых задач филогенетического анализа / В.И. Мартьянов, М.Л. Скуматов. - EDN OEFVVT // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2011. - № 2. - С. 27 31.
- Detection of 91 potential conserved plant microRNAs in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa identifies important target genes / E. Bonnet, J. Wuyts, P. Rouze, Y. Peer // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2004. - Vоl. 101, no. 31. - P. 11511-11516.
- Lindow M. Computational evidence for hundreds of non-conserved plant microRNAs / M. Lindow, A. Krogh // BMC Genomics. - 2005. - Vol. 6. - P. 119.
- Fujii T. Predator-Prey Molecular Ecosystems / T. Fujii, Y. Rondelez. - DOI 10.1021/nn3043572 / ACS Nano. - 2013. - Vol. 7, iss. 1. - P. 27-34.
- Афонников Д.А. Молекулярная эволюция белков / Д.А. Афонников // Информационная биология. - URL: www.bionet.nsc.ru.
- Maier D. The complexity of some problems on subsequences and supersequences / D. Maier // Journal of the Assocmtton for Computing Machinery. - 1977. - Vol. 25, no. 2. - P. 322-336.
- Wagner R.A. On the complexity of the extended string-to-string correction problem / R.A. Wagner. - DOI 10.1145/800116.803771 // STOC '75: Proceedings of the seventh annual ACM symposium on Theory of computing. - 1975. - P. 218-223.
- Lipsky W.Jr. Two NP-complete problems Rrelated information retrieval / W.Jr. Lipsky // Fundamentals of Computation Theory : International Conference on Fundamentals of Computation Theory. - Berlin, 1977, - P. 123-154.
- Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Сортировка и поиск / Д. Кнут. - Москва : Мир, 1978. - Т. 3. - 848 с.
- Мальцев А.И. Алгебраические системы / А.И. Мальцев. - Москва : Наука, 1967. - 324 с.
- Пинус А.Г. Вопросы разрешимости расширенных теорий / А.Г. Пинус. - EDN UUGABH // Успехи математических наук. - 1978. - Т. 33, № 2. - С. 49-84.
- Беллман Р. Динамическое программирование / Р. Беллман. - Москва : Изд-во иностр. лит., 1960. - 400 с.
- Обзор приложений логико-эвристических методов решения комбинаторных задач высокой сложности / В.И. Мартьянов, В.В. Архипов, М.Д. Каташевцев, Д.В. Пахомов. - EDN NRBKXP // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2010. - № 4. - С. 61-67.