Изучение структур ДНК

С помощью пакета инструментов 3DNA были получены следующие 3D-структуры ДНК:

В JMol была загружена модель B-формы ДНК. С использованием этой модели были опрделены атомы цитозина, принадлежащие большой бороздке (окрашены в красный), и атомы, принадлежащие к малой бороздке (окрашены в синий)

В сторону большой бороздки явно обращены атомы C6, C5, C4, N4
В сторону малой бороздки - атомы C2, O2

Также были вычислены основные характеристики трех различных форм ДНК

С помощью 3DNA были вычислены торсионные углы структур тРНК (1c0a) и ДНК (1lq1)

При сравнении торсионных углов данной тРНК с углами A-, B- и Z-форм ДНК было выявлено наибольшее сходство тРНК с A-ДНК

Самые значимые отклонения от средних значений торсионных углов тРНК имели следующие нуклеотиды:

• Strand1 - 3A, 22G, 26A, 27G (по одному углу) и 8G (по двум углам)
• Strand2 - 17G, 25G (по одному углу), 14G (по двум углам) и 13A (по четырем углам)

Самые значимые отклонения от средних значений торсионных углов ДНК имели следующие нуклеотиды:

• Strand1 - 18G, 26T (по одному углу), 22C (по двум углам) и 7С (по трем углам)
• Strand2 - 12A, 13A, 15C, 27A, 28A (по одному углу), 18C (по двум углам)

Ссылка на файл Excel

Ниже приведена информация о вторичной структуре тРНК
В данной структуре тРНК были найдены нуклеотиды, кодирующие четыре стеблевых участка:

Акцепторный стебель

   (0.016) ....>B:.601_:[..G]G-----C[..C]:.672_:B<.... (0.004)      
   (0.010) ....>B:.602_:[..G]G-----C[..C]:.671_:B<.... (0.007)      
   (0.006) ....>B:.603_:[..A]A-----U[..U]:.670_:B<.... (0.008)      
   (0.011) ....>B:.604_:[..G]G-*---U[..U]:.669_:B<.... (0.006)      
   (0.008) ....>B:.605_:[..C]C-----G[..G]:.668_:B<.... (0.006)      
   (0.012) ....>B:.606_:[..G]G-----C[..C]:.667_:B<.... (0.006)      
   (0.011) ....>B:.607_:[..G]G-----C[..C]:.666_:B<.... (0.006)      

D-стебель

                                                                        
   (0.004) ....>B:.610_:[..G]G-*---U[..U]:.625_:B<.... (0.008)      
   (0.011) ....>B:.611_:[..U]U-----A[..A]:.624_:B<.... (0.003)      
   (0.007) ....>B:.612_:[..U]U-----A[..A]:.623_:B<.... (0.013)      
   (0.006) ....>B:.613_:[..C]C-----G[..G]:.622_:B<.... (0.007)      

Антикодоновый стебель

                                                                        
   (0.004) ....>B:.638_:[..C]C-**--C[..C]:.632_:B<.... (0.005)      
   (0.005) ....>B:.639_:[..G]G-----C[..C]:.631_:B<.... (0.008)      
   (0.004) ....>B:.640_:[..C]C-----G[..G]:.630_:B<.... (0.009)      
   (0.005) ....>B:.641_:[..A]A-----U[..U]:.629_:B<.... (0.008)      
   (0.007) ....>B:.642_:[..G]G-----C[..C]:.628_:B<.... (0.004)      
   (0.006) ....>B:.643_:[..G]G-----C[..C]:.627_:B<.... (0.008)      
   (0.005) ....>B:.644_:[..G]G-**--A[..A]:.626_:B<.... (0.004)      

T-стебель

   (0.007) ....>B:.649_:[..G]G-*---P[PSU]:.665_:B<.... (0.044)      
   (0.003) ....>B:.650_:[..C]C-----G[..G]:.664_:B<.... (0.010)      
   (0.006) ....>B:.651_:[..G]G-----C[..C]:.663_:B<.... (0.002)      
   (0.009) ....>B:.652_:[..G]G-----C[..C]:.662_:B<.... (0.003)      
   (0.009) ....>B:.653_:[..G]G-----C[..C]:.661_:B<.... (0.007)      
   (0.003) ....>B:.654_:[5MU]t-**--A[..A]:.658_:B<.... (0.006)      

А также участок, не принимающий участия в формировании стебля, но выполняющий функцию стабилизации третичной структуры тРНК

                                                                        
   (0.006) ....>B:.614_:[..A]A-**--u[4SU]:.608_:B<.... (0.006)      
   (0.007) ....>B:.615_:[..G]G-**+-C[..C]:.648_:B<.... (0.006)      
   (0.010) ....>B:.619_:[..G]G-----C[..C]:.656_:B<.... (0.004)      

В приведенных выше парах оснований встречались в том числе неканонические пары, такие как пары G-U (610-625), G-A (644-626), C-C (638-632)

В этом упражнении исследовались стэкинг-взаимодействия азотистых оснований в составе тРНК
Ниже приведены пары оснований с максимальными значениями перекрывания (6 пар, первые три строки) и с минимальным (оставшиеся 2 пары) (некоторые пару у данной тРНК не перекрывались вовсе)

     step      i1-i2        i1-j2        j1-i2        j1-j2        sum
   GC/GU  6.94( 3.74)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  7.26( 4.40) 14.20( 8.14)
   GC/GP  5.83( 2.80)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  7.19( 3.81) 13.02( 6.60)
   Gt/AC  7.68( 2.61)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  5.71( 2.57) 13.39( 5.18)
   AG/CU  0.52( 0.52)  0.00( 0.00)  0.66( 0.00)  0.00( 0.00)  1.18( 0.52)

На верхнем и нижнем изображениях продемонстрированы пары с суммарной перекрываемостью 14.20 и 1.18 соответственно