Практикум 3. Cравнительный анализ канонической ДНК и стеблей тРНК

Задание 1

Построение модели структур A-, B- и Z-формы ДНК с помощью инструментов пакета 3DNA

С помощью команды fiber пакета 3DNA были получены следующие структуры ДНК: A-форма , B-форма , Z-форма

Задание 2

Сравнение сгенерерированных и экспериментальных данных

Для рассмотрения была выбрана B-форма ДНК из предыдущего задания, а из PDB также взята экспериментально полученная структура B-формы (PDB ID: 1bna). Можно заметить, что визуально экспериментальная форма отличается от сгненерированной тем, что является менее ровной и гладкой. Был выбран случайный цитозин (DC`9), так как его расположение относительно удобно наблюдать.

В сторону большой бороздки обращены атомы: c9.n4, c9.c4, c9.c5, c9.c6.

В сторону малой бороздки обращены атомы: c9.n3, c9.c2, c9.o2, c9.n1.

	A-форма	B-форма	Z-форма
Тип спирали	Правая	Правая	Левая
Шаг спирали (Å)	26,4	33,78	43,5
Число основания на виток	11	10	12
Ширина большой бороздки (Å)	16,92 (/A/DT`7/P-/B/DG`37/P)	17,21 (/A/DG`13-/B/DG`25/P)	?
Ширина малой бороздки (Å)	7,99 (/A/DG`9/P-/B/DA`26/P)	11,7 (/A/DG`10/P-/B/DT`19/P)	18,29 (/A/DC`6/P-/B/DC`72/P)

Табл.1. Характеристики A,B,Z - форм ДНК.

*Примечание:

У меня вызвал затруднение подсчет ширины большой бороздки Z-формы, так как визуально очень тяжело было отличить малую и большую бороздку, а затем было найдено, что по некоторым источникам [1], большой бороздки вовсе не существует в Z-форме ДНК.

Задание 3

Исследование РНК

Упр.1 Торсионные углы

Данная тРНК(1o0c) наиболее похожа на А-форму ДНК

Упр.2*

тРНК: 1o0c

Акцепторный стебель состоит из участка 902-907 (и комплементарный 966-971)

D-стебель: 910-912 (и комплиментарный 923-925)

Т-стебель: 949-953 (и комплиментарный 961-965)

Антикодоновый стебель: 937-944 ( и комплиментарный 926-933)

Структуру стеблевых дуплексов составляют 19 канонических и 9 неканонических пар оснований.

Неканонические:

12 (0.002) ....>B:.954_:[..U]U-**--A[..A]:.958_:B<.... (0.010) |

13 (0.004) ....>B:.955_:[..U]U-**+-G[..G]:.918_:B<.... (0.011) x

14 (0.005) ....>B:.937_:[..A]A-**--U[..U]:.933_:B<.... (0.004) |

15 (0.013) ....>B:.938_:[..U]U-**--U[..U]:.932_:B<.... (0.003) |

17 (0.002) ....>B:.940_:[..C]C-*---G[..G]:.930_:B<.... (0.010) |

21 (0.005) ....>B:.944_:[..C]C-**--A[..A]:.926_:B<.... (0.007) |

25 (0.005) ....>B:.913_:[..A]A-**+-A[..A]:.945_:B<.... (0.010) |

26 (0.004) ....>B:.914_:[..A]A-**--U[..U]:.908_:B<.... (0.004) |

27 (0.008) ....>B:.915_:[..G]G-**+-C[..C]:.948_:B<.... (0.016) x

Дополнительные водородные связи в тРНК, стабилизирующие ее третичную структуру:

12 (0.002) ....>B:.954_:[..U]U-**--A[..A]:.958_:B<.... (0.010) |

13 (0.004) ....>B:.955_:[..U]U-**+-G[..G]:.918_:B<.... (0.011) x

25 (0.005) ....>B:.913_:[..A]A-**+-A[..A]:.945_:B<.... (0.010) |

26 (0.004) ....>B:.914_:[..A]A-**--U[..U]:.908_:B<.... (0.004) |

27 (0.008) ....>B:.915_:[..G]G-**+-C[..C]:.948_:B<.... (0.016) x

28 (0.027) ....>B:.919_:[..G]G-----C[..C]:.956_:B<.... (0.005) +

Упр.3 Стэкинг-взаимодействия

Были найдены пары с наибольшими значениями в столбце sum (большая площадь перекрывани), можно предположить наиболее вероятное стекинг-взаимодействие:

4 GU/AC 6.50( 3.59) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 4.39( 2.80) 10.89( 6.39)

11 GU/AC 6.83( 4.02) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 4.52( 1.80) 11.35( 5.81)

Находим в файле stacking.pdb "Section#0004" и "Section#0011", вырезаем в новый файл с помощью команды ex_str, строим изображения с помощью команды stack2img.

Далее пары с нулевыми значениями:

13 UA/UG 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

27 GG/CC 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

References

[1] https://link.springer.com/article/10.1007/s12551-019-00534-1