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Unfolding RNA 3D structures for secondary structure prediction benchmarking

by Gabriel C-Parent

Les acides ribonucliques (ARN) forment des structures tri-dimensionnelles complexesstabilises par la formation de la structure secondaire (2D), elle-mme forme de pairesde bases. Plusieurs mthodes computationnelles ont t cres dans les dernires annesafin de prdire la structure 2D dARNs, en partant de la squence. Afin de simplifierle calcul, ces mthodes appliquent gnralement des restrictions sur le type de paire debases et la topologie des structures 2D prdites. Ces restrictions font en sorte quil estparfois difficile de savoir quel point la totalit des paires de bases peut tre reprsentepar ces structures 2D restreintes.MC-Unfold fut cr afin de trouver les structures 2D restreintes qui pourraient tre associes une structure secondaire complte, en fonction des restrictions communmentutilises par les mthodes de prdiction de structure secondaire.Un ensemble de 321 monomres dARN totalisant plus de 4223 structures fut assemblafin dvaluer les mthodes de prdiction de structure 2D. La majorit de ces structuresont t dtermines par rsonance magntique nuclaire et crystallographie aux rayonsX. Ces structures ont t dplis par MC-Unfold et les structures rsultantes ont t compares celles prdites par les mthodes de prdiction.La performance de MC-Unfold sur un ensemble de structures exprimentales est encourageante. En moins de 5 minutes, 96% des 227 structures ont t compltement dplies,le reste des structures tant trop complexes pour tre dpli rapidement. Pour ce qui estdes mthodes de prdiction de structure 2D, les rsultats indiquent quelles sont capablede prdire avec un certain succs les structures exprimentales, particulirement les petites molcules. Toutefois, si on considre les structures larges ou contenant des pseudo-noeuds, les rsultats sont gnralement dfavorables. Les rsultats obtenus indiquent queles mthodes de prdiction de structure 2D devraient tre utilises avec prudence, particulirement pour de larges molcules.Advisors/Committee Members: Major, Franois (advisor).