Учебный сайт Гусевой Екатерины

О ФББ Главная страница Oбо мне Семестры
Третий семестр

Сравнение форм ДНК. Структура РНК

С помощью программы fiber из пакета 3DNA было созданы три страктуры двухцепочечных участков ДНК в А, В и Z формах. Каждый из них состоит из 5 повторяющихся последовательностей GATC (в случае Z-формы из GC).

gatc-a.pdb gatc-b.pdb gatc-z.pdb

Расположение тимина в ДНК

Для изучения расположения атомов относительно малой и большой бороздок я взяла остнование тимин. Расположение атомов в В-форме ДНК оказалось следующим:
  1. В сторону малой бороздки обращены атомы: N1, O2 и C2.
  2. В сторону большой бороздки обращены атомы: O4, C5, C6, C5М и C4
  3. Остальные атомы основания: N3.

При этом в А-форме расположение было аналогичным.
В составе Z-формы ДНК тимин не встречается.

Сравнение структур ДНК

С помощью средств программы JMol я сравнила структуру трех форм ДНК. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение структуры разных форм ДНК.
Параметр сравненияА-формаВ-формаZ-форма
Тип спиралиправаяправаялевая
Шаг спирали28.0333,7543,5
Число оснований на виток111012
Ширина большой бороздки16,81[17:A.P-26:B.P]17,21[6:A.P-32:B.P]16,08[12:A.P-28:B.P]
Ширина малой бороздки7,98[7:A.P-28:B.P]11,69 [40:B.P-5:A.P]9,87[20:A.P-25:B.P]


Измеренеие торсионных углов

С помощью пакета 3DNA были измерены торсионные углы и их средние значения для tRNA и DNA.
В ДНК замым отличающимся нуклеотидом был 7 аденин, а в тРНК 6 урацил.
Исходя из значений торсионных углов тРНК больше похажа на А-форму ДНК.

Структура водородных связей

Узнать структуру водородных связей мы можем с помощью программ find_pair и analyze пакета 3DNA. У РНК с идентификатором 1FFY такая вторичная структура:
Акцепторный себель:

	(0.003) ....>T:...1_:[..G]G-----C[..C]:..72_:T<.... (0.003)
	(0.008) ....>T:...2_:[..G]G-----C[..C]:..71_:T<.... (0.005)
	(0.007) ....>T:...3_:[..G]G-----C[..C]:..70_:T<.... (0.004)
	(0.009) ....>T:...4_:[..C]C-----G[..G]:..69_:T<.... (0.007)
	(0.007) ....>T:...5_:[..U]U-*---G[..G]:..68_:T<.... (0.009)
	(0.006) ....>T:...6_:[..U]U-----A[..A]:..67_:T<.... (0.004)
	(0.008) ....>T:...7_:[..G]G-----C[..C]:..66_:T<.... (0.002) 
	

T-стебель:
	(0.006) ....>T:..49_:[..G]G-*---U[..U]:..65_:T<.... (0.005)
	(0.005) ....>T:..50_:[..G]G-----C[..C]:..64_:T<.... (0.002)
	(0.003) ....>T:..51_:[..U]U-----A[..A]:..63_:T<.... (0.001)
	(0.004) ....>T:..52_:[..G]G-----C[..C]:..62_:T<.... (0.004)
	(0.007) ....>T:..53_:[..G]G-----C[..C]:..61_:T<.... (0.002)
	(0.005) ....>T:..54_:[..U]U-**--A[..A]:..58_:T<.... (0.007)
	

Антикодоновый стебель:
	(0.011) ....>T:..36_:[..U]U-**+-U[..U]:..33_:T<.... (0.005)
	(0.013) ....>T:..38_:[..A]A-**--C[..C]:..32_:T<.... (0.003)
	(0.012) ....>T:..39_:[..G]G-----C[..C]:..31_:T<.... (0.007)
	(0.004) ....>T:..40_:[..G]G-----C[..C]:..30_:T<.... (0.004)
	(0.004) ....>T:..41_:[..G]G-----C[..C]:..29_:T<.... (0.009)
	(0.007) ....>T:..42_:[..U]U-----A[..A]:..28_:T<.... (0.008)
	(0.007) ....>T:..43_:[..G]G-----C[..C]:..27_:T<.... (0.005)
	(0.009) ....>T:..44_:[..A]A-**--G[..G]:..26_:T<.... (0.011)
	

D-cтебель:
	(0.005) ....>T:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:T<.... (0.005)
	(0.005) ....>T:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:T<.... (0.010)
	(0.004) ....>T:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:T<.... (0.008)
	(0.006) ....>T:..13_:[..C]C-----G[..G]:..22_:T<.... (0.004)
	

Стабилизация третичной структуры:
	(0.003) ....>T:..14_:[..A]A-**--U[..U]:...8_:T<.... (0.007)
	(0.006) ....>T:..15_:[..G]G-**+-C[..C]:..48_:T<.... (0.008)
	(0.005) ....>T:..16_:[..G]G-**--U[..U]:..17_:T<.... (0.003)
	(0.008) ....>T:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:T<.... (0.004) 
	

При этом в образованной структуре присутствуют также и неканонические взаимодействия: 5(U-G)68, 49(G-U)65, 55(U-G)18, 36(U-U)33, 38(A-C)32, 44(A-G)26, 16(G-U)17.

Стекинг-взаимодействия

С помощью программ find_pair и analyze пакета 3DNA возможно найти предполагаемые стекинг-взаимодействия. На выход программа выдает следующие данные:
		     step      i1-i2        i1-j2        j1-i2        j1-j2        sum
  		 1 GG/CC  1.39( 0.19)  0.00( 0.00)  0.60( 0.00)  0.00( 0.00)  1.98( 0.19)
 	 	 3 GC/GC  7.17( 4.52)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  4.78( 1.92) 11.95( 6.45)
  		 15 UA/CU  6.16( 3.33)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  5.29( 2.43) 11.45( 5.76)   

Где пары с наибольшими значениями имеют наибольшую площадь перекрывания. Ниже представлены изображения двух пар с наибольшими значениями и одной с наименьшим.
Рис 1. Пара с наименьшей площадью перекрывания.


Рис 2. Пары с наибольшими площадями перекрывания.

© Гусева Екатерина, 2016 год