Сравнение структур 3-х форм ДНК с помощью средств Jmol

Двойна спираль ДНК может быть представлена несколькими формами: правозакрученными спиралями А и В, и левозакрученной Z-спиралью. Наиболее распространенной формой является В-спираль, а спирали А и Z образются при изменении условий. На рисунке 1 мы можем видеть различия между этими тремя формами.

Рис.1. A-, B- и Z-форма спирали ДНК. Вид с торца и вид сбоку. Рисунок получен с помощью программы Jmol.

По сравнению с А-формой спирали ДНК В-спираль более узкая и вытянутая. Большая бороздка В-спирали достаточно широкая и легко доступная для белков, азотисные основания перпендикулярны к оси спирали. А-форма ДНК, соответственно, короче и шире, чем В-форма, ее а.о. наклонены относительно оси спирали. Отличительной особенность Z-формы является то, что это левая спираль, то есть она закручена по часовой стрелке, в отличии от закрученных против часовой стрелки А- и В-спиралей. Z-форма дуплекса ДНК более узкая и вытянутая по сравнению с двумя другими формами. А.о. почти перпендикулярны оси спирали, а атомы фосфора разных нуклеотидов располагаются на разном отдалении от оси спирали, в результате чего линия, соединяющая атомы фосфора, принимает зигзагообразный вид. Ниже в таблице 1 вы можете найти сравнение основных спиральных параметров трех форм ДНК.

Таблица 1.Сравнение основных спиральных параметров разных форм ДНК

	A-форма	B-форма	Z-форма
Тип спирали (правая или левая	правая	правая	левая
Шаг спирали (Å)	28.03	33.75	43.50
Число оснований на виток	11	10	12
Ширина большой бороздки (Å)	16.81 [T]7:A.P-[C]36:B.P	17.21 [A]6:A.P-[C]32:B.P	18.30 [C]6:A.P-[C]32:B.P
Ширина малой бороздки (Å)	7.98 [C]8:A.P-[T]27:B.P	13.10 [A]14:A.P-[A]30:B.P	7.20 [G]15:A.P-[G]29:B.P

В структуре двойной спирали ДНК различают большую и малые бороздки, их можно различить визуально. На рисунке 2 на примере В-формы ДНК указаны большая и малая бороздки. Далее рассмотрим одно из а.о., например, тимин, и определим направление его атомов относительно большой и малой бороздок. В результате рассмотрения получаем следующее (см.рис.3):

в сторону большой бороздки обращены атомы С4, О4, С5, С5М, С6;
в сторону малой бороздки обращены атомы N1, С2, O2;
оставшийся атом N3 не имеет определенного направления.

Рис.2. Структура В-формы ДНК. В шариковой модели и зеленым цветом выделено а.о. тимин. Обозначены большие и маленькие бороздки в стуктуре дуплекса ДНК. Рисунок получен с помощью программы Jmol.

Рис.3. Графическое представление структуры тимина. Атомы, обозначенные красным цветом, направлены в сторону большой бороздки в стуктуре дуплекса ДНК, атомы синего цвета направлены в сторону малой бороздки. Рисунок получен с помощью программы ChemSketch.

Для А-формы ДНК направление атомов тимина аналогично. В Z-форме тимина нет.

Далее при помощи программы Jmol были измерены торсионные углы для уже раннее рассматриваемого нуклеотида (T27 - дезокситимидин-5'-фосфата) для А- и В-форм ДНК. Полученные данные были сравнены между собой и со значениями, приведенными в презентации. Результаты находятся в таблице 2.

Таблица 2.Торсионные углы 27 дезокситимидин-5'-фосфата в А- и В-формах ДНК

	α (P - O5')	β (O5' - C5')	γ (C5' - C4')	δ (C4' - C3')	ε (C3' - O3')	ζ (O3' - P)	χ (C1' - N)
Измеренные значения
А-форма ДНК	-51.7°	174.8°	41.7°	79.1°	-147.8°	-75.1°	-157.2°
В-форма ДНК	-29.9°	136.3°	31.1°	143.3°	-140.8°	-160.5°	-98.0°
Значения из презентации
А-форма ДНК	62°	173°	52°	88/3°	178°	-50°	-160°
В-форма ДНК	63°	171°	54°	123/131°	155°	-90°	-117°

Смотрите также другие работы:

Учебный сайт Алены Корягиной

Главная

Oбо мне

Cеместры

Cсылки

Сравнение структур 3-х форм ДНК с помощью средств Jmol