Exhaustiva enumeración de topologías de modelos cinéticos para el análisis del plegamiento de RNA en tiempo real
Autores: Martin, Joshua S.; Simmons, Katrina; Laederach, Alain
Idioma: Inglés
Editor: Molecular Diversity Preservation International
Año: 2009
Acceso abierto
Artículo científico
2009
Exhaustiva enumeración de topologías de modelos cinéticos para el análisis del plegamiento de RNA en tiempo real
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Plegamiento de proteínas
Molécula de ARN
Conformación
Técnicas de mapeo químico
Modelo cinético
Intermediarios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
A diferencia del plegamiento de proteínas, el proceso por el cual una molécula de ARN grande adopta una conformación funcionalmente activa sigue siendo poco comprendido. Las técnicas de mapeo químico, como el footprinting con radical hidroxilo (·OH), informan sobre los cambios estructurales locales en un ARN a medida que se pliega con resolución de un nucleótido. El análisis e interpretación de estos datos cinéticos requiere la identificación y posterior optimización de un modelo cinético y sus parámetros. Detallamos nuestro enfoque a este problema, centrándonos específicamente en una estrategia novedosa para superar una explosión factorial en el número de posibles modelos que deben ser probados para identificar el modelo que mejor se ajusta. Anteriormente, sistemas más pequeños (con menos de tres intermediarios) eran computacionalmente manejables utilizando un enfoque de computación distribuida. Sin embargo, para sistemas más grandes con tres o más intermediarios, el problema se volvía computacionalmente intratable. Con nuestra nueva estrategia de enumeración, somos capaces de reducir significativamente el número de modelos que necesitan ser probados utilizando optimización por mínimos cuadrados no lineales, lo que nos permite estudiar sistemas con hasta cinco intermediarios. Además, ahora se pueden analizar sistemas con dos intermediarios en una computadora de escritorio, lo que elimina la necesidad de una solución de computación distribuida para la mayoría de los conjuntos de datos de tamaño mediano. Nuestro nuevo enfoque también nos permite estudiar la posible degeneración en la selección del modelo cinético, elucidando los límites del método al trabajar con sistemas grandes. Este trabajo establece criterios claros para determinar si los datos experimentales de ·OH son suficientes para determinar el modelo cinético subyacente, o si se requieren otras modalidades experimentales para resolver cualquier degeneración.
Descripción
A diferencia del plegamiento de proteínas, el proceso por el cual una molécula de ARN grande adopta una conformación funcionalmente activa sigue siendo poco comprendido. Las técnicas de mapeo químico, como el footprinting con radical hidroxilo (·OH), informan sobre los cambios estructurales locales en un ARN a medida que se pliega con resolución de un nucleótido. El análisis e interpretación de estos datos cinéticos requiere la identificación y posterior optimización de un modelo cinético y sus parámetros. Detallamos nuestro enfoque a este problema, centrándonos específicamente en una estrategia novedosa para superar una explosión factorial en el número de posibles modelos que deben ser probados para identificar el modelo que mejor se ajusta. Anteriormente, sistemas más pequeños (con menos de tres intermediarios) eran computacionalmente manejables utilizando un enfoque de computación distribuida. Sin embargo, para sistemas más grandes con tres o más intermediarios, el problema se volvía computacionalmente intratable. Con nuestra nueva estrategia de enumeración, somos capaces de reducir significativamente el número de modelos que necesitan ser probados utilizando optimización por mínimos cuadrados no lineales, lo que nos permite estudiar sistemas con hasta cinco intermediarios. Además, ahora se pueden analizar sistemas con dos intermediarios en una computadora de escritorio, lo que elimina la necesidad de una solución de computación distribuida para la mayoría de los conjuntos de datos de tamaño mediano. Nuestro nuevo enfoque también nos permite estudiar la posible degeneración en la selección del modelo cinético, elucidando los límites del método al trabajar con sistemas grandes. Este trabajo establece criterios claros para determinar si los datos experimentales de ·OH son suficientes para determinar el modelo cinético subyacente, o si se requieren otras modalidades experimentales para resolver cualquier degeneración.