Diverse RNA pseudoknots exist for short stems only

Данная работа посвящена анализу роли так называемых “коротких” стемов, т.е. стемов длиной в два или три спаривания оснований, в псевдоузловых структурах РНК. Как известно, задача предсказания вторичной структуры РНК, включая псевдоузлы произвольного типа, является NP-сложной задачей, что определяет актуальность поиска путей такого ограничения рассматриваемых типов псевдоузлов, которое позволит решать задачу за полиномиальное время. Псевдоузлы в экспериментально разрешенных пространственных структурах РНК более чем на половину состоят из коротких стемов, энергетическая нестабильность которых подтверждается как различными математическими моделями, так и косвенно экспериментальными данными. Так, например, согласно представленным данным, коротким стемам чаще соответствуют внутренние петли и реже – шпильки, чем в среднем по всем стемам. В работе показано, что при исключении из рассмотрения коротких стемов, разнообразие псевдоузлов сводится к двум базовым типам – H-узлы и Kissing Loops. Единственным исключением является псевдоузел, образованный интроном группы II бактерии Oceanobacillus iheyensis. Экземпляры данного псевдоузла состоят из 12–13 стемов, причем исключение коротких стемов не приводит к изменению сигнатуры псевдоузла. В рассмотренных структурах интроны группы II представлены тремя организмами, однако в двух других организмах подобные псевдоузлы не сохраняют свой тип при исключении коротких стемов. Интересно, что данный псевдоузел образуется только при наличии фрагмента экзона Intron Binding Site 1, а при его отсутствии сводится к базовому типу Kissing Loops.