ViennaRNA Packageเป็นซอฟต์แวร์ชุดโปรแกรมและไลบรารี แบบสแตนด์อโลน ที่ใช้สำหรับการทำนายและวิเคราะห์โครงสร้างทุติยภูมิของกรดนิวคลีอิกRNA [ 1 ] ซอร์สโค้ดของ แพ็ก^{เกจนี้}เผยแพร่เป็นซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สฟรีและมีไบนารีที่คอมไพล์แล้วสำหรับระบบปฏิบัติการLinux , macOSและWindowsบทความต้นฉบับได้รับการอ้างอิงมากกว่า 2,000 ครั้ง

โครงสร้างสามมิติของโมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่ เช่นโปรตีนและกรดนิวคลีอิกมีบทบาทสำคัญในการกำหนดหน้าที่การทำงานของพวกมัน^{[ 2 ]}กระบวนการถอดรหัสหน้าที่จากลำดับนี้เป็นคำถามที่ท้าทายทั้งในเชิงทดลองและเชิงคำนวณซึ่งได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง^{[ 3 ] [ 4 ]} โครงสร้าง RNA สร้าง โครงสร้างทุติยภูมิและ ตติยภูมิที่ซับซ้อน เมื่อเทียบกับDNAซึ่งสร้างคู่สายที่มีความสมบูรณ์ระหว่างสองสาย ส่วนหนึ่งเป็นเพราะออกซิเจนที่เพิ่มเข้ามาใน RNA ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดพันธะไฮโดรเจนในโครงสร้างหลักของกรดนิวคลีอิกมากขึ้น ปฏิสัมพันธ์ของการจับคู่เบสและการเรียงซ้อนของเบสใน RNA มีบทบาทสำคัญในการสร้างไร โบโซม สไปโซโซมหรือtRNA

การทำนาย โครงสร้างทุติยภูมิโดยทั่วไปทำได้โดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเขียนโปรแกรมเชิงพลวัต การลดพลังงานให้เหลือน้อยที่สุด (สำหรับโครงสร้างที่มีเสถียรภาพมากที่สุด) และการสร้างโครงสร้างที่ไม่เหมาะสม นอกจาก นี้ยังมีการนำ เครื่องมือทำนายโครงสร้าง มาใช้มากมาย อีกด้วย

เวอร์ชันแรกของ ViennaRNA Package ได้รับการเผยแพร่โดย Hofacker et al. ในปี 1994 ^{[ 1 ]}แพ็กเกจนี้ได้แจกจ่ายเครื่องมือเพื่อคำนวณโครงสร้างพลังงานอิสระขั้นต่ำหรือฟังก์ชันการแบ่งส่วนของโมเลกุล RNA โดยใช้แนวคิดของการเขียนโปรแกรมแบบไดนามิกเกณฑ์ที่ไม่ใช่เทอร์โมไดนามิก เช่น การสร้างการจับคู่สูงสุดหรือการพับแบบจลนศาสตร์ในรูปแบบต่างๆ พร้อมกับฮิวริสติกการพับแบบผกผันเพื่อกำหนดลำดับที่เป็นกลางทางโครงสร้างได้รับการนำไปใช้ นอกจากนี้ แพ็กเกจยังประกอบด้วยชุดสถิติที่มีรูทีนสำหรับการวิเคราะห์คลัสเตอร์เรขาคณิตเชิงสถิติ และการแยกส่วน

แพ็กเกจดังกล่าวมีให้ใช้งานทั้งในรูปแบบไลบรารีและชุดรูทีนแบบสแตนด์อโลน

มีการเปลี่ยนแปลงระบบที่สำคัญหลายประการในเวอร์ชันนี้ โดยใช้แบบจำลองพลังงานแบบพารามิเตอร์ใหม่ ( Turner 2004 ) ^{[ 5 ]}การปรับโครงสร้าง RNAlib เพื่อรองรับการคำนวณพร้อมกันในลักษณะที่ปลอดภัยต่อเธรด การปรับปรุงอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชัน ( API ) และการรวมเครื่องมือเสริมใหม่หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น เครื่องมือสำหรับประเมินปฏิสัมพันธ์ RNA-RNA และกลุ่มโครงสร้างที่จำกัด นอกจากนี้ คุณสมบัติอื่นๆ ยังรวมถึงข้อมูลเอาต์พุตเพิ่มเติม เช่น โครงสร้างเซนทรอยด์และโครงสร้างความแม่นยำที่คาดหวังสูงสุดที่ได้มาจากความน่าจะเป็นของการจับคู่เบส หรือค่า zสำหรับโครงสร้างทุติยภูมิที่มีเสถียรภาพในระดับท้องถิ่น และการสนับสนุนการป้อนข้อมูลใน รูปแบบ FASTAอย่างไรก็ตาม การอัปเดตเหล่านี้เข้ากันได้กับเวอร์ชันก่อนหน้าโดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการคำนวณของอัลกอริทึมหลัก^{[ 6 ]}

เครื่องมือที่จัดเตรียมโดย ViennaRNA Package สามารถใช้งานได้โดยสาธารณะผ่านทางเว็บอินเทอร์เฟซ^{[ 7 ] [ 8 ]}

นอกจากเครื่องมือทำนายและวิเคราะห์แล้ว แพ็คเกจ ViennaRNA ยังมีสคริปต์และยูทิลิตี้หลายตัวสำหรับการสร้างกราฟและการประมวลผลอินพุต-เอาต์พุต สรุปโปรแกรมที่มีอยู่จะรวบรวมไว้ในตารางด้านล่าง (รายการทั้งหมดพร้อมตัวอย่างสามารถพบได้ในเอกสารอย่างเป็นทางการ) ^{[ 9 ]}

• การกำหนดโครงสร้างกรดนิวคลีอิก
• การทำนายโครงสร้างกรดนิวคลีอิก
• รายชื่อซอฟต์แวร์ทำนายโครงสร้าง RNA

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ
• ViennaRNAบนGitHub