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有效的平面树:RNA二级结构与Watson-Crick碱基对的组合模型。 (英语) Zbl 1375.05053号

概述:RNA的组合在生物学中起着核心作用。数学生物学家有几种常用的RNA模型:固定字母表中的单词(代表核苷酸的一级序列)和平面树(代表RNA序列的二级结构或折叠)。本文考虑了平面树标准模型的一个增强版本,特别是包含了一些观察到的关于折叠如何发生的约束。特别地,我们假设字母表由互补对组成,例如RNA的Watson-Crick对A-U和C-G。给定字母表中的一个单词,有效的平面树是一棵树,当单词围绕树折叠时,每条边匹配两个互补字母。考虑这样一个图,它的顶点是一个固定单词的有效平面树,其边由Condon、Heitsch和Hoos的局部移动给出(参见[{it C.E.Heitsch},“受RNA二级结构配置激励的平面树上的组合学”,预印,http://people.math.gatech.edu/~heitsch/Pubs/plane.pdf]). 我们证明了这个图是连通的。假设至少存在一个有效平面树,我们给出了一个显式算法来从一个主序列构造一个有效的平面树。我们的算法生成的树具有其他有用的特征,包括由局部移动定义的唯一性条件。我们还研究了有效平面树的枚举性质,分析了有效平面树数如何依赖于序列长度和字母大小的选择。最后,我们表明,随着单词大小的增加,具有至少一个有效平面树的单词的比例变为零。我们还提出了一些开放性问题。

MSC公司:

05二氧化碳
05年10月 平面图;图论的几何和拓扑方面
05C30号 图论中的枚举
05摄氏90度 图论的应用
92C40型 生物化学、分子生物学
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