核糖核酸(RNA)是生命体内重要的生物大分子,大量研究表明,仅有不到2%的RNA被用来编码蛋白质,其余占绝大部分RNA作为非编码RNA(Non-coding RNA)在生物体内发挥着催化、调控等各种生物学功能。非编码RNA研究的重要应用领域是相关疾病的预防与治疗,包括理解疾病的发生发展机制、寻求新的疾病诊断与治疗所需的新型生物标志物和药物靶标等。随着RNA结构数据库中RNA数据量的增加,如何从RNA结构中获得其功能信息,变得越来越重要。要想理解RNA发挥生物学功能的作用机制,不仅要知道其结构信息,还要知道与其结构相关的动力学信息。为了更好的剖析RNA的结构及其功能,迫切需要发展有效的计算方法和技术,从RNA结构中获取与功能相关的动力学信息,本论文借鉴高斯网络模型(GNM)在蛋白质研究中的成功经验,发展研究基于GNM的RNA结构-功能关系有效模型。首先分析非编码RNA的种类、结构和功能,基于RNA的结构特征,确定本课题的主要研究对象为rRNA、tRNA和单链核糖开关RNA。然后,基于GNM,把RNA天然结构描述为一个弹性网络,每个核苷酸只考虑P原子,简化为一个点,当两点之间的距离小于某一截断半径,它们之间用一弹簧相连。之后,在GNM模型中,由于弹性系数是一个不确定的量,本文将节点之间的相互作用区分为共价和非共价相互作用,其中共价相互作用的弹性系数为cγ,非共价相互作用的弹性系数取为γ。通过优化共价相互作用的弹性系数cγ,得到温度因子的理论值与实验值之间的最佳关联系数,对优化后的弹性系数进行数据统计分析,分别得到rRNA、tRNA和单链核糖开关RNA共价相互作用弹性系数的分布特征。最后利用这些不同种类和结构的RNA的弹性系数的分布特征,构建适用相应RNA结构的GNM。本文初步得到rRNA结构以及核糖开关RNA结构的GNM,该模型有助于进一步研究RNA结构本身所固有的动力学性质,进而揭示其生物学功能。