Monatshefte für Chemie / Chemical Monthly

, Volume 125, Issue 2, pp 167–188

Fast folding and comparison of RNA secondary structures

Authors

  • I. L. Hofacker
    • Institut für Theoretische ChemieUniversität Wien
  • W. Fontana
    • Santa Fe Institute
  • P. F. Stadler
    • Institut für Theoretische ChemieUniversität Wien
    • Santa Fe Institute
  • L. S. Bonhoeffer
    • Department of ZoologyUniversity of Oxford
  • M. Tacker
    • Institut für Theoretische ChemieUniversität Wien
  • P. Schuster
    • Institut für Theoretische ChemieUniversität Wien
    • Institut für Molekulare Biotechnologie
    • Santa Fe Institute
Organische Chemie Und Biochemie

DOI: 10.1007/BF00818163

Cite this article as:
Hofacker, I.L., Fontana, W., Stadler, P.F. et al. Monatsh Chem (1994) 125: 167. doi:10.1007/BF00818163

Summary

Computer codes for computation and comparison of RNA secondary structures, the Vienna RNA package, are presented, that are based on dynamic programming algorithms and aim at predictions of structures with minimum free energies as well as at computations of the equilibrium partition functions and base pairing probabilities.

An efficient heuristic for the inverse folding problem of RNA is introduced. In addition we present compact and efficient programs for the comparison of RNA secondary structures based on tree editing and alignment.

All computer codes are written in ANSI C. They include implementations of modified algorithms on parallel computers with distributed memory. Performance analysis carried out on an Intel Hypercube shows that parallel computing becomes gradually more and more efficient the longer the sequences are.

Keywords

Inverse foldingparallel computingpublic domain softwareRNA foldingRNA secondary structurestree editing

Schnelle Faltung und Vergleich von Sekundärstrukturen von RNA

Zusammenfassung

Die im Vienna RNA package enthaltenen Computer Programme für die Berechnung und den Vergleich von RNA Sekundärstrukturen werden präsentiert. Ihren Kern bilden Algorithmen zur Vorhersage von Strukturen minimaler Energie sowie zur Berechnung von Zustandssumme und Basenpaarungswahrscheinlichkeiten mittels dynamischer Programmierung.

Ein effizienter heuristischer Algorithmus für das inverse Faltungsproblem wird vorgestellt. Darüberhinaus präsentieren wir kompakte und effiziente Programme zum Vergleich von RNA Sekundärstrukturen durch Baum-Editierung und Alignierung.

Alle Programme sind in ANSI C geschrieben, darunter auch eine Implementation des Faltungs-algorithmus für Parallelrechner mit verteiltem Speicher. Wie Tests auf einem Intel Hypercube zeigen, wird das Parallelrechnen umso effizienter je länger die Sequenzen sind.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1994