대형 RNA 분자의 크기 예측

우리는 큰 단일 가닥(ss) RNA 분자의 3차원 크기가 서열에 의존하는 이론을 제시합니다. 이 연구는 많은 바이러스의 게놈이 길이가 수천 뉴클레오타이드에 이르는 큰 ssRNA 분자라는 사실에 의해 동기 부여됩니다. 이러한 RNA는 자발적으로 작고 단단한 단백질 껍질로 포장됩니다. 우리는 게놈이 이 조립 과정을 용이하게 하는 전체적인 공간적 속성을 갖도록 진화적 압력이 있었을 것이라고 주장합니다. 임의의 RNA 서열에 대해, 우리는 (열적) 평균 최대 사다리 거리(MLD)를 도입하고 이를 RNA 2차 구조의 "확장성"을 측정하는 척도로 사용합니다. 고정 크기의 캡시드로 포장되는 바이러스 ssRNA의 MLD 값이 동일한 길이와 염기 조성을 가진 무작위로 재배열된 서열의 MLD 값보다 일관되게 작으며, 또한 자연 ssRNA의 MLD 값보다도 작음을 보여줍니다. 이 자연 ssRNA는 조밀한 원형 형태를 가지도록 진화적 압력을 받지 않습니다. 이러한 2차 구조를 선형 고분자 모델에 매핑하고 MLD를 유효 윤곽 길이의 척도로 사용함으로써, 우리는 바이러스 ssRNA의 R(g) 값이 비바이러스 서열의 R(g) 값보다 작을 것이라고 예측합니다. 더 일반적으로, 우리는 큰 비바이러스 ssRNA의 평균 MLD 값이 N(0.67+/-0.01)로 비례하며, 여기서 N은 뉴클레오타이드 수를 나타냅니다. 그들의 R(g) 값은 이상 용매에서 MLD(0.5)로 변하며, 따라서 N(0.34)로 변합니다. 모든 가지를 명시적으로 포함하는 대안 분석이 소개되었으며 일관된 결과를 도출하는 것으로 나타났습니다.