Représentation et recherche de motifs cycliques et structuraux d’ARN connus dans les structures secondaires
L'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN) sont des polymères de nucléotides essentiels à la cellule. À l'inverse de l'ADN qui sert principalement à stocker l'information génétique, les ARN sont impliqués dans plusieurs processus métaboliques.  Par exemple, ils transmettent l’information génétique codée dans l’ADN.  Ils sont essentiels pour la maturation des autres ARN, la régulation de l’expression génétique, la prévention de la dégradation des chromosomes et le ciblage des protéines dans la cellule.  La polyvalence fonctionnelle de l'ARN résulte de sa plus grande diversité structurale.   Notre laboratoire a développé MC-Fold, un algorithme pour prédire la structure  des ARN qu'on représente avec des graphes d'interactions inter-nucléotidiques.  Les sommets de ces graphes représentent les nucléotides et les arêtes leurs interactions.  Notre laboratoire a aussi observé qu'un petit ensemble de cycles d'interactions à lui seul définit la structure de n'importe quel motif d'ARN.  La formation de ces cycles dépend de la séquence de nucléotides et MC-Fold détermine les cycles les plus probables étant donnée cette séquence.  Mon projet de maîtrise a été, dans un premier temps, de définir une base de données des motifs structuraux et fonctionnels d'ARN, bdMotifs, en terme de ces cycles.  Par la suite, j’ai implanté un algorithme, MC-Motifs, qui recherche ces motifs dans des graphes d'interactions et, entre autres, ceux générés par MC-Fold.  Finalement, j’ai validé mon algorithme sur des ARN dont la structure est connue, tels que les ARN ribosomaux (ARNr) 5S, 16S et 23S, et l'ARN utilisé pour prédire la structure des riborégulateurs.  Le mémoire est divisé en cinq chapitres.  Le premier chapitre présente la structure chimique, les fonctions cellulaires de l'ARN  et le repliement structural du polymère.  Dans le deuxième chapitre, je décris la base de données bdMotifs.  Dans le troisième chapitre, l’algorithme de recherche MC-Motifs est introduit.  Le quatrième chapitre présente les résultats de la validation et des prédictions.  Finalement, le dernier chapitre porte sur la discussion des résultats suivis d’une conclusion sur le travail.
ARN Structure secondaire Motif Cycle