?本章將介紹一些極簡(jiǎn)單的RNA生信分析颜说，如利用在線網(wǎng)站預(yù)測(cè)RNA分子二級(jí)結(jié)構(gòu)购岗，分析非編碼RNA（non-coding RNA）等。前面我們講過(guò)DNA门粪，蛋白質(zhì)藕畔。而RNA分子的功能則更全面，它可以像DNA一樣承載遺傳信息庄拇，也可以像蛋白質(zhì)一樣催化反應(yīng)注服。
核糖核酸（Ribonucleic Acid，RNA）根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)不同分為信使RNA和非編碼RNA措近。而非編碼RNA又可分為非編碼大RNA（核糖體RNA（rRNA）溶弟，長(zhǎng)鏈非編碼RNA）和非編碼小RNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA），核酶瞭郑，小分子RNA（miRNA辜御，siRNA，piRNA屈张，scRNA擒权，snRNA袱巨，snoRNA等））。
一碳抄、預(yù)測(cè)愉老，建模，繪制RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)
RNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)二十世紀(jì)70年代生物界的重要進(jìn)展剖效，而且人們欣喜地發(fā)現(xiàn)RNA結(jié)構(gòu)遵循的原則簡(jiǎn)單嫉入，主要是“沃森、克里克堿基互補(bǔ)配對(duì)”原則璧尸。
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單鏈RNA就像一段膠帶咒林，很不穩(wěn)定。只有在與其他配對(duì)才可以爷光，當(dāng)然不同種類的配對(duì)的穩(wěn)定性也不同垫竞，傾向于形成最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，即最低能量模型（lowest-energy model）蛀序，如果要解開這個(gè)結(jié)構(gòu)就需要供能件甥。
下圖是最典型的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)——莖環(huán)結(jié)構(gòu)。莖的部分也不總是完美配對(duì)的哼拔，會(huì)有不配對(duì)的殘基形成凸起（bulges）引有。偽結(jié)（pseudo-knots）部分與RNA和離子、蛋白倦逐、其他RNAs互作有關(guān)譬正。
RNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不僅受到GC含量影響，莖中堿基對(duì)和環(huán)結(jié)（loop）大小檬姥，以及偽結(jié)也會(huì)對(duì)穩(wěn)定性有影響曾我。
其他蛋白或者分子也可能干預(yù)RNA結(jié)構(gòu)的形成。目前對(duì)于RNA結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)健民，都是基于“該RNA自主形成高級(jí)結(jié)構(gòu)”的假設(shè)上抒巢，所以預(yù)測(cè)也可能是錯(cuò)誤的。
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二秉犹、使用Mfold
Mfold是一個(gè)很古老又經(jīng)典的網(wǎng)站蛉谜，1995年就有了。它利用能量最低原則崇堵，同時(shí)考慮多種可能的影響因素型诚，預(yù)測(cè)出最可能的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)和次優(yōu)結(jié)構(gòu)。
下面用于舉例的序列：
>Haemophilus_influenzae_Rd.trna49-AlaGGC (307354-307279)? Ala (GGC) 76 bp? Sc: 85.98GGGGATATAGCTCAGTTGGGAGAGCGCTTGAATGGCATTCAAGAGGTCGTCGGTTCGATCCCGATTATCTCCACCA
mfold等各種fold的網(wǎng)址：
http://www.unafold.org/mfold/applications/rna-folding-form-v2.php
1. 輸入序列
輸入序列鸳劳，點(diǎn)擊下面的fold RNA狰贯。如果事先不知道關(guān)于這段序列的任何信息，那么其他的參數(shù)都保持默認(rèn)。如果知道一些涵紊，那么請(qǐng)按照“2”操作傍妒。
輸入序列
2.?條件設(shè)定
若是已知序列的某一段的結(jié)構(gòu)，在點(diǎn)擊fold RNA之前摸柄，可以將已知條件輸入颤练。
例如“ F 7 0 5 ”表示強(qiáng)制序列的第7~11個(gè)堿基形成雙鏈√练“ P 7 0 5 ”表示強(qiáng)制序列的第7~11個(gè)堿基形成單鏈。還有強(qiáng)制連續(xù)排列的堿基對(duì)或禁止連續(xù)排列尿贫，以及禁止某段與另一段配對(duì)等电媳。
3. 返回結(jié)果
下載結(jié)果，有多種文件格式可選庆亡，這個(gè)序列有四種可能的折疊
這里展示其中的一個(gè)
4. 調(diào)整折疊圖
展示形式可以調(diào)整匾乓。
折疊部分結(jié)構(gòu)還標(biāo)注突出顯示
5. 穩(wěn)定性分析
mfold網(wǎng)頁(yè)返回的結(jié)果不僅是這個(gè)折疊的圖，還有關(guān)于每個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的解析又谋，以及一些dot plot拼缝。
三、在數(shù)據(jù)庫(kù)和基因組搜索RNA序列
1.?用tRNAscan在基因組中尋找tRNAs
TRNAscan-SE網(wǎng)址：
http://lowelab.ucsc.edu/tRNAscan-SE/
上傳FASTA格式的序列彰亥。
tRNAscan-SE結(jié)果
2. 用PatScan尋找RNA patterns
（1）PatScan UI網(wǎng)站：
https://patscan.secondarymetabolites.org/
首先將想要搜索的序列或基因組的FASTA文件上傳咧七，然后輸入要在其中尋找的Pattern。這個(gè)操作里比較麻煩的就是想要檢索的Pattern需要寫成PatScan識(shí)別的格式任斋。
（2）關(guān)于輸入pattern的格式：
官網(wǎng)教程：
https://patscan.secondarymetabolites.org/tutorial#example1-1
一個(gè)簡(jiǎn)單的例子继阻，p1=8...9 3...8 ~p1表示：【p1=8...9】stem p1包含8到9個(gè)核苷酸（省略號(hào)表示在8到9之間），【3...8】一個(gè)3到8個(gè)核苷酸的模式結(jié)構(gòu)废酷，【~p1】表示stem p1的反向互補(bǔ)瘟檩。我們可以用PatScan體寫出很多模式，還有一些書寫規(guī)則澈蟆，見下表墨辛。
網(wǎng)頁(yè)會(huì)返回結(jié)果如下：
四、尋找小RNA：miRNAs和siRNAs
它們?cè)诩?xì)胞中起到調(diào)節(jié)作用趴俘，具體的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和功能這里就不展開了睹簇。我們已知siRNA（silencing RNA）是雙鏈，miRNA（micro-RNA）是單鏈寥闪，還往往形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)带膀。
下面介紹一些相關(guān)網(wǎng)站和數(shù)據(jù)庫(kù)，使用方法和前面的介紹大同小異：
1. miRvestigator Framework
https://mirvestigator.systemsbiology.net/
輸入一個(gè)基因序列橙垢，將會(huì)返回一個(gè)最有可能調(diào)節(jié)這個(gè)基因的miRNA垛叨。
2. MIENTURNET
http://userver.bio.uniroma1.it/apps/mienturnet/
輸入基因返回miRNA，輸入miRNA返回基因的網(wǎng)站。
3. Dietary?microRNA?Database
http://sbbi-panda.unl.edu:5000/dmd/
已發(fā)表的microRNA數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)注釋信息嗽元。
4. miRNAminer
http://groups.csail.mit.edu/pag/mirnaminer/
已發(fā)表的microRNA數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)注釋信息敛纲。
5. PVsiRNAdb
http://14.139.61.8/PVsiRNAdb/index.ph
感染不同植物的不同病毒的vsiRNA序列相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
6. siRNAmod
http://crdd.osdd.net/servers/sirnamod/
siRNAmod是經(jīng)過(guò)人工驗(yàn)證的經(jīng)過(guò)化學(xué)驗(yàn)證的化學(xué)修飾siRNA的數(shù)據(jù)庫(kù)剂癌。
五淤翔、一些RNA分析線上資源的介紹
1. 核糖體RNA相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)
（1）RDP
http://rdp.cme.msu.edu/
細(xì)菌和古細(xì)菌16S rRNA序列，真菌28S rRNA序列佩谷，以及分析工具旁壮。
2. non-coding RNA
（1）RNAcentral
https://rnacentral.org/
非編碼RNA數(shù)據(jù)庫(kù)
（2）sRNAtools
https://bioinformatics.caf.ac.cn/sRNAtools/
非編碼小RNA數(shù)據(jù)庫(kù)
3. 通用RNA資源庫(kù)
（1）RNAcentral Expert Databases
https://rnacentral.org/expert-databases
看名字就感覺很全面。
（2）ncRNA
https://www.ncrna.org/
簡(jiǎn)易工具箱的感覺。
往期相關(guān)內(nèi)容：
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【陪你學(xué)·生信】九惫撰、多序列比對(duì)-Multiple Sequence Alignment（MSA）
