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LOCAL SEQUENCE-STRUCTURE MOTIFS IN RNA

机译：RNA中的局部序列结构动机

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Ribonuclic acid (RNA) enjoys increasing interest in molecular biology; despite this interest fundamental algorithms are lacking, e.g. for identifying local motifs. As proteins, RNA molecules have a distinctive structure. Therefore, in addition to sequence information, structure plays an important part in assessing the similarity of RNAs. Furthermore, common sequence-structure features in two or several RNA molecules are often only spatially local, where possibly large parts of the molecules are dissimilar. Consequently, we address the problem of comparing RNA molecules by computing an optimal local alignment with respect to sequence and structure information. While local alignment is superior to global alignment for identifying local similarities, no general local sequence-structure alignment algorithms are currently known. We suggest a new general definition of locality for sequence-structure alignments that is biologically motivated and efficiently tractable. To show the former, we discuss locality of RNA and prove that the defined locality means connectivity by atomic and non-atomic bonds. To show the latter, we present an efficient algorithm for the newly defined pairwise local sequence-structure alignment (lssa) problem for RNA. For molecules of lengthes n and m, the algorithm has worst-case time complexity of O(n2·m2·max(n,m)) and a space complexity of only O(n·m). An implementation of our algorithm is available at http://www.bio.inf.uni-jena.de. Its runtime is competitive with global sequence-structure alignment.
机译：核糖核酸（RNA）在分子生物学中的兴趣日益浓厚。尽管有这种兴趣，但缺乏基本的算法，例如用于识别局部图案。作为蛋白质，RNA分子具有独特的结构。因此，除了序列信息外，结构在评估RNA的相似性中也起着重要的作用。此外，两个或几个RNA分子中的共有序列结构特征通常仅在空间上局限，其中大部分分子可能是不同的。因此，我们通过针对序列和结构信息计算最佳局部比对来解决比较RNA分子的问题。尽管局部比对在识别局部相似性方面优于全局比对，但目前尚无通用的局部序列结构比对算法。我们提出了一个新的一般定义的序列结构比对的地方，这是生物学的动机和有效地易于处理。为了显示前者，我们讨论了RNA的局部性并证明定义的局部性意味着通过原子和非原子键进行连接。为了显示后者，我们为RNA的新定义的成对局部序列结构比对（lssa）问题提出了一种有效的算法。对于长度为n和m的分子，该算法的最坏情况时间复杂度为O（n2·m2·max（n，m）），空间复杂度仅为O（n·m）。我们的算法的实现可从http://www.bio.inf.uni-jena.de获得。它的运行时与全局序列结构比对具有竞争力。

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