Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Здесь сравнивается предсказание вторичной структуры тРНК (PDB: 1i9v) при помощи поиска инвертированных повторов и алгоритма Зукера с выдачей программы find_pair. Результаты представлены в таблице 1.
Таким образом, предсказание при помощи алгоритма Зукера, которое наиболее достоверную структуру тРНК выдаёт, не сошлось с выдачей программы find_pair: антикодоновый стебель смещён на 13 нуклеотидов. Программа einverted не нашла инвертированных участков в акцепторном и D-стебле.

Таблица 1. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК.
Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель 5` 01-07 3`
5` 66-72 3`
Всего 6 канонических из 7 пар.
- 5` 01-07 3`
5` 66-72 3`
Всего 7 пар.
D-стебель 5` 10-13 3`
5` 22-25 3`
Всего 4 пары.
- 5` 10-13 3`
5` 22-25 3`
Всего 4 пары.
T-стебель 5` 49-53 3`
5` 61-65 3`
Всего 5 пар.
5` 49-53 3`
5` 61-65 3`
Предсказано 5 канонических пар из 5.
5` 49-53 3`
5` 61-65 3`
Всего 5 пар.
Антикодоновый стебель 5` 40-44 3`
5` 26-30 3`
Всего 4 канонических пар из 5.
5` 22-31 3`
5` 39-48 3`
Предсказано 8 канонических пар из 10.
5` 27-31 3`
5` 39-43 3`
Всего 5 пар.
Общее число канонических пар нуклеотидов 19 13 21
T-3v9d
Рис.1. Результат работы алгоритма Зукера.

Задание 2.

Визуализация структуры 1MDM:

Для JMol были написаны скрипты с определением множеств и изображением структуры.

Заданный белковый комплекс: 1mdm (исследовали В цепь белка). Скрипт, показывающий контакты ДНК с белком. В таблице 2 приведены результаты выполнения скрипта. Таким образом, больше всего оказалось количество неполярных связей с фосфатной группой и с атомами оснований, принадлежащих к большой бороздке.

Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1MDM.pdb.
Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
остатками 2'-дезоксирибозы 3 13 16
остатками фосфорной кислоты 23 16 39
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 0 13 13
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 1 1

Далее с помощью программы nucplot построили схему ДНК-белковых контактов. Получили, что дважды встречаются остатки Gly30, Gly84, Gly85, Val90 и трижды - Asn21, Arg137. Рассмотрим Gly85, который образует с азотистым основанием водородными связями, что, возможно, влияет на специфичность связывания. Arg137 образует три связи с тимином.

nucplot1 nucplot2 nucplot3
Рис.2. Схема ДНК-белковых контактов с помощью программы nucplot.
DNA_prot_contacts
Рис.3. Контакты Gly85 с цитозином и гуанином.
DNA_prot_contacts
Рис.4. Контакты Arg137 с тимином и аденином.