С помощь программ einverted из пакета EMBOSS, которая позволяет найти инвертированные участки в структуре тРНК, и с помощью ViennaRNA, использующей алгоритм Зукера, попробуем предсказать вторичную структуру заданной тРНК (PDBID: 1I9V). Сравним полученные результаты с данными работы программы find_pair (Табл. 1). Программа einverted хорошо справилась с обнаружением T-стебля. Также ей удалось частично установить координаты акцепторного стебля, возможно, из-за того, что там присутствует неканоническое взаимодействие (см. задание 3 из практикума 3). Алгоритм Зукера тоже хорошо предсказал акцепторный стебель, но несмотря на большое количество найденных взаимодействий (Рис. 1), координаты других стеблей не соотвествуют действительным.
| Участок структуры | Позиции в структуре по результатам find_pair | Результаты предсказания einverted | Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
| Акцепторный стебель | 5'---1-7---3'
3'---72-66---5' |
5'---5-7---3'
3'---68-66---5' |
5'---1-7---3'
3'---72-66---5' |
| D-стебель | 5'---10-13---3'
3'---25-22---5' |
||
| T-стебель | 5'---49-53---3'
3'---65-61---5' |
5'---49-53---3'
3'---65-61---5' |
|
| Антикодоновый стебель | 5'---40-44---3'
3'---30-26---5' |
||
| Общее число канонических пар нуклеотидов | 19 | 8 | 18 |
Упражнение 1. С помощью JMol можно визуализировать разными способами биомолекулы или их определённные участки. Например, можно сделать следующую визуализацию (текст скрипта): только ДНК в проволочной модели, далее та же модель, но с выделенными атомами кислорода 2'-дезоксирибозы, или остатков фосфорной кислоты, или атомами азота азотистый оснований (Рис.2).
Упражнение 2. Опишем ДНК-белковые взаимодействия в заданной структуре (PDBID: 1MDM). Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными — атомы углерода, фосфора и серы. Назовём полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5Å. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5Å. Текст скрипта
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
| остатками 2'-дезоксирибозы | 3 | 13 | 16 |
| остатками фосфорной кислоты | 9 | 6 | 15 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 4 | 10 | 14 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 1 | 1 |
В данном комплексе чаще встречаются неполярные контакты. Стоит отметить, что практически отсутствуют контакты и ДНК со стороны малой бороздки.
Упражнение 3. Схему ДНК-белковых взаимодействий можно получить с помощью программы nucplot (Рис. 3)
Упражнение 4. Согласно полученной схеме, наибольшее число контактов имеет аминокислотный остаток аргинина 137 (Рис. 4), наиболее важным является аминокислотный остаток серина 133, так как он непосредственно взаимодействует с азотистым основанием (Рис. 5).
