Комплекс ДНК-белок

Для предсказания вторичной структуры РНК используют поиск инвертированных поворотов с помощью программы einverted. Я запустила ее для тРНК из прошлого практикума (fasta-файл). Если запускать с параметрами по умолчанию, никаких инвертированных поворотов не находится, я попробовала изменять различные параметры, но весь мой успех - правильный акцепторный стебель, но почему-то у него смещена нумерация (если уменьшить "Minimum score threshold" до 10, например), остальное, что я пробовала, совсем мимо. Результат тут. Строка запроса:
einverted 1GTR.fasta -threshold 10

Рис 1. Структура, предложенная mfold.

Следующий способ - предсказание вторичной структуры с помощью программы mfold (по алгоритму Зукера). Я пользовалась web версией. Почти все варианты, которые мне предлагались, были очень далеки от тРНК. В итоге мне удалось поставить Р=15 и нашлась структура, напоминающая оригинал (рис. 1).

Для сравнения всех трех известных нам способов построим Таблицу 1. Комментарий: почему-то нумерация другая, но я проверяла по остаткам, что там, где я написала, что совпадают, они совпадают.

**Таблица 1. Сравнение форм ДНК.**
Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair)	Результаты предсказания с помощью einverted	Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	5'-2-7-3' 5'-66-71-3' всего 6 пар	Предсказано 6 пар из реальных 6	Предсказано 6 пар из реальных 6
D-стебель	5'-10-12-3' 5'-23-25-3' всего 3 пары	Мимо	Предсказано 3 пары из реальных 3
T-стебель	5'-49-53-3' 5'-61-65-3' всего 5 пар	Мимо	Предсказано 5 пар из реальных 5
Антикодоновый стебель	5'-37-44-3' 5'-26-33-3' всего 8 пар	Мимо	Предсказано 5 пар из реальных 8
Общее число канонических пар нуклеотидов	23	6	19

Далее предлагалось изучить контакты ДНК с белком. Для начала я написала скрипт, который показывает следующие последовательные изображения:

всей структуры
только ДНК в проволочной модели
ДНК с выделенным множеством атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1)
ДНК с выделенным множеством set1 и множеством атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2)
ДНК с выделенным множеством set1, set2 и множеством атомов азота в азотистых основаниях (set3)
Далее договорились называть полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5Å. Аналогично, неполярным контактом договорились называть пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5Å. Результат поиска представлен в таблице 2.

**Таблица 2. Контакты ДНК с белком.**
Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	21	41	62
остатками фосфорной кислоты	30	36	66
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	10	21	31
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	5	0	5

В таблице видно, что большинство контактов приходится на сахаро-фосфатный остов (я предполагаю, что это контакты, закрепляющие белок на ДНК). Из оставшегося существенно больше контактов приходится на большую бороздку (что хорошо согласуется с тем, что белки узнают участки ДНК, как правило, по большой бороздке ввиду ее большей специфичности).

Рис 2. Пример контакта белка с ДНК.

Для визуализации контактов белка с ДНК используют программу nucplot. Строка запроса:
remediator --old ''1rh6.pdb'' > ''1rh6_old.pdb
nucplot 1rh6.pdb
Нужный файл в результате работы программы - это nucplot.ps. Одно из изображений, полученных из него, представлено на рис 2.

Рис 3. Контакт Arg23(В) c гуанином и тимином ДНК.

Аминокислотный остаток на рис 3 имеет больше всего контактов с ДНК (2), а так же, на мой взгляд, самый важный в распозновании цепи ДНК, так как он связывается с нуклеотидами, а не с остовом, и сразу с двумя. На рисунке предполагаемые водородные связи, которые образует этот аргинин.