► Задание 1
Структуры ДНК, полученные с помощью пакета 3DNA: A-форма, B-форма, Z-форма (Рис.1)
► Задание 2
С помощью программы Jmol было рассмотрено основание Аденин в структуре спирали ДНК. Было выявлено, что:
- атомы N7, C5, C6, N6 смотрят в сторону большой бороздки
- атомы N3, C2, C4, C9 смотрят в сторону малой бороздки (рис.2)
►Сравнение трех форм ДНК (Таблица 1)
| А-форма | В-форма | Z-форма | |
| Тип спирали | правая | правая | левая |
| Шаг спирали (А) | 28.2 | 33.5 | 43.1 |
| Число оснований на виток | ~11 | ~10 | ~12 |
| Ширина большой бороздки | 11.52 A Distance [DG]6:A.P #96 - [DC]3:B.P #321 |
18.1 A Distance [DG]16:B.P #302 - [DT]7:A.P #122 |
15.45 A Distance [DC]5:A.P #128 - [DC]9:B.P #254 |
| Ширина малой бороздки | 14.87 A Distance [DC]9:B.P #444 - [DC]9:A.P #159 |
10.7 A Distance [DT]7:A.OP1 #123 - [DG]22:B.P #425 |
8.19 A Distance [8MG]4:A.P #92 - [DG]12:B.P #350 |
► Задание 3
А) Измерение торсионных углов
Для заданной тРНК (PDB ID=1u0b) были измерены торсионные углы при помощи команды "find_pair -t XXXX.pdb stdout | analyze". Результаты представлены в Таблице 2:
Таблица 2; значения торсионных углов для тРНК (strand 1)| № | Base | alpha | beta | gamma | delta | epsilon | zeta | chi |
| 1 | G | --- | -163.5 | 44.9 | 81.1 | -148.1 | -79.6 | -178.1 |
| 2 | G | -61.1 | 178.0 | 49.6 | 84.4 | -141.1 | -79.5 | -172.4 |
| 3 | C | -56.7 | 166.8 | 49.4 | 77.3 | -139.4 | -82.6 | -170.6 |
| 4 | G | -63.6 | 163.7 | 59.0 | 79.1 | -167.2 | -69.5 | -169.4 |
| 5 | C | -65.4 | 179.9 | 58.0 | 81.2 | -154.4 | -84.0 | -165.8 |
| 6 | G | -54.2 | 165.9 | 58.9 | 84.8 | -160.2 | -62.0 | -166.8 |
| 7 | U | -75.8 | -175.9 | 69.4 | 116.4 | -49.4 | -104.3 | -131.9 |
| 8 | U | 71.5 | -168.5 | 53.4 | 89.2 | -140.0 | -79.5 | 180.0 |
| 9 | C | -51.8 | 163.6 | 47.9 | 81.4 | -157.1 | -67.1 | -167.1 |
| 10 | C | -71.3 | -170.9 | 48.4 | 83.8 | -162.5 | -49.1 | -154.1 |
| 11 | G | -155.1 | 148.8 | 146.0 | 88.6 | -139.4 | -63.3 | 178.6 |
| 12 | G | -72.9 | -178.5 | 55.9 | 80.4 | -167.3 | -69.5 | -162.8 |
| 13 | U | -67.9 | -179.2 | 53.0 | 83.9 | -135.6 | -56.8 | -163.5 |
| 14 | U | -66.8 | -178.6 | 46.0 | 78.0 | -146.1 | -76.3 | -142.4 |
| 15 | A | 156.5 | -176.4 | 170.7 | 82.7 | -127.4 | -75.3 | -175.1 |
| 16 | A | -78.5 | 177.2 | 53.3 | 81.5 | -156.0 | -58.2 | -158.7 |
| 17 | U | -65.6 | -179.8 | 47.3 | 79.6 | -143.6 | -89.2 | -160.3 |
| 18 | C | -54.0 | 155.8 | 57.6 | 82.0 | -149.7 | -72.5 | -162.9 |
| 19 | C | -76.6 | -174.8 | 50.4 | 82.2 | -157.5 | -73.1 | -162.7 |
| 20 | G | -54.8 | 172.1 | 46.4 | 79.0 | -152.6 | -65.9 | -171.4 |
| 21 | U | -60.8 | 174.0 | 54.8 | 80.7 | -160.3 | -99.9 | -163.6 |
| 22 | C | -53.8 | 170.9 | 52.4 | 82.5 | -138.5 | -88.2 | -173.9 |
| 23 | A | -174.4 | -174.6 | 48.9 | 82.8 | -147.2 | -77.0 | -153.9 |
| 24 | C | -70.1 | 173.6 | 51.2 | 80.0 | -148.8 | -72.8 | -160.2 |
| 25 | A | -63.4 | 172.5 | 53.4 | 82.0 | -148.3 | -64.7 | -163.5 |
| 26 | A | -56.2 | 174.0 | 51.4 | 88.2 | -178.0 | -81.3 | -149.2 |
| 27 | A | 152.8 | 179.4 | 178.9 | 87.2 | -154.6 | -78.7 | -168.2 |
| 28 | G | -64.4 | 172.3 | 52.3 | 88.2 | -151.4 | -71.4 | -156.0 |
| 29 | C | -63.7 | 167.6 | 53.6 | 81.1 | -138.6 | -80.6 | -146.0 |
| 30 | G | -155.3 | -175.1 | 76.0 | 96.7 | -59.3 | -155.0 | -124.6 |
| 31 | U | 144.1 | 152.9 | 55.8 | 83.6 | 61.5 | 105.1 | -171.7 |
Далее было посчитано среднее значение торсионных углов РНК (одновременно для strand 1 и strand 2), были вычислены средние значения торсионных углов A, B и Z форм ДНК. После сравнения результатов, выяснилось, что по пространственной структуре тРНК больше всего напоминает A-форму ДНК. (Таблица 3)
(Значения разницы и средние значения взяты по модулю)
Таблица3| # | alpha | beta | gamma | delta | epsilon | zeta | chi | Среднее |
| тРНК | - 42,1 | 57,5 | 55,96 | 83,3 | - 132,2 | - 64,7 | - 148,8 | |
| Разница с А-ДНК | 9,5 | 117,3 | 14,3 | 4,2 | 15,6 | 10,4 | 8,3 | 25,7 |
| Разница с B-ДНК | 12,3 | 78,8 | 24,9 | 60 | 8,6 | 95,8 | 50,9 | 47,3 |
| Разница с Z-ДНК | 1,55 | 36,4 | 5,5 | 32,95 | 32,15 | 56,1 | 101,1 | 38,0 |
Б) Водородные связи
В структуре тРНК было обнаружено 4 стебля. Расположение стеблей показано на рисунке 3. Кроме того, визуализация стеблей тРНК показана на рисунке 4, который был взят из статьи О.О.Фаворовой.
Из рисунка 3 видно, что:
- Первый стебель образован нуклеотидами 1-7 и 66-72
- Второй стебель образован нуклеотидами 49-63 и 61-65
- Третий стебель образован нуклеотидами 39-42 и 28-31
- Четвертый стебель образован нуклеотидами 10-12 и 23-25
Неканонические взаимодействия между нуклеотидами помечены * на рисунке 3:
1. [..U]U-**--A[..A]
2. [..U]U-**+-G[..G]
3. [..A]A-**--U[..U]
4. [..A]A-**--U[..U]
5. [..U]U-*---G[..G]
6. [..C]C-**--A[..A]
7. [..A]A-**--A[..A]
8. [..A]A-**--U[..U]
9. [..G]G-**+-G[..G]
10. [..C]C-**+-C[..C]
Также в структуре присутствуют дополнительные водородные связи, необходимые для поддержания третичной структуры молекулы. Эти взаимодействия отмечены в строчках 30 и 31 на рисунке 3.