Моделирование и описание различных структур ДНК

При помощи функции fiber были сгенерированы пространственные структуры ДНК различной конформации (A-,B и Z-формы) длиной 20 нуклеотидов каждая. Нуклеотидный состав A- и B-форм – gatc, Z-формы – poly gc.

Для ДНК B-формы (1NBA) были определны малая и большие бороздки. В сторону большой бороздки смотрят атомы гуанина 4:A (C8, N7, C5, C6, O6, N1). В сторону малой – 4:A (C2, N2, N3, C3, N9).

base
Гуанин. Атомы, принадлежащие большой бороздке, окрашены в красный. Атомы, смотрящие в сторону малой бороздки, окрашены в синий

Таблица с характеристиками структур ДНК

A-форма B-форма Z-форма
Тип спирали (правая или левая) правая правая левая
Шаг спирали (Å) 28,0 33,8 43,5
Число оснований на виток 11 10 12
Ширина большой бороздки (Å) 17,0 (8:A.P - 36:B.P) 20,6 (30:B.P - 6:A.P) 29,2 (31:B.P - 4:A.P)
Ширина малой бороздки (Å) 8,0 (27:B.P - 8:A.P) 13,2 (16:A.P - 30:B.P) 14,4 (16:A.P - 31:B.P)
A-form
B-form
Z-form


Пространственное изображение A-, B- и Z-форм с измерениеми шага витка, длин малой и большой бороздок

В структуре тРНК-Phe (1EIY) было найдено 5 участков-стебля:

I strand II strand
1 stem 1-7 72-66
2 stem 49-53 65-61
3 stem 39-44 31-26
4 stem 10-13 25-22
5 stem 18-19 55-56

1 (0.023) ....>C:...1_:[..G]G-----C[..C]:..72_:C<.... (0.006) 2 (0.005) ....>C:...2_:[..C]C-----G[..G]:..71_:C<.... (0.017) 3 (0.016) ....>C:...3_:[..C]C-----G[..G]:..70_:C<.... (0.016) 4 (0.025) ....>C:...4_:[..G]G-----C[..C]:..69_:C<.... (0.013) 5 (0.015) ....>C:...5_:[..A]A-----U[..U]:..68_:C<.... (0.017) 6 (0.015) ....>C:...6_:[..G]G-----C[..C]:..67_:C<.... (0.012) 7 (0.014) ....>C:...7_:[..G]G-----C[..C]:..66_:C<.... (0.013) 8 (0.006) ....>C:..49_:[..C]C-----G[..G]:..65_:C<.... (0.011) 9 (0.016) ....>C:..50_:[..G]G-----C[..C]:..64_:C<.... (0.014) 10 (0.015) ....>C:..51_:[..C]C-----G[..G]:..63_:C<.... (0.019) 11 (0.011) ....>C:..52_:[..G]G-----C[..C]:..62_:C<.... (0.017) 12 (0.015) ....>C:..53_:[..G]G-----C[..C]:..61_:C<.... (0.013) 13 (0.014) ....>C:..39_:[..U]U-----A[..A]:..31_:C<.... (0.024) 14 (0.010) ....>C:..40_:[..C]C-----G[..G]:..30_:C<.... (0.024) 15 (0.020) ....>C:..41_:[..G]G-----C[..C]:..29_:C<.... (0.006) 16 (0.017) ....>C:..42_:[..C]C-----G[..G]:..28_:C<.... (0.012) 17 (0.014) ....>C:..43_:[..A]A-----U[..U]:..27_:C<.... (0.020) 18 (0.019) ....>C:..44_:[..G]G-**--A[..A]:..26_:C<.... (0.022) 19 (0.014) ....>C:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:C<.... (0.015) 20 (0.012) ....>C:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:C<.... (0.025) 21 (0.013) ....>C:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:C<.... (0.015) 22 (0.010) ....>C:..13_:[..C]C-----G[..G]:..22_:C<.... (0.019) 26 (0.019) ....>C:..18_:[..G]G-**+-U[..U]:..55_:C<.... (0.009) 27 (0.026) ....>C:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:C<.... (0.014)

Также обнаружены стабилизирующие водородные связи в количестве 5

23 (0.019) ....>C:..14_:[..A]A-**--U[..U]:...8_:C<.... (0.006) 24 (0.012) ....>C:..15_:[..G]G-**+-C[..C]:..48_:C<.... (0.031) 25 (0.011) ....>C:..16_:[..U]U-**+-U[..U]:..59_:C<.... (0.016) 28 (0.013) ....>C:..73_:[..A]A-**+-C[..C]:..74_:C<.... (0.017) 29 (0.016) ....>C:..45_:[..U]U-**--A[..A]:...9_:C<.... (0.017)

В структуре тРНК содержится 7 не Уотсон-Криковских пар. Это пары A-G, G-C, U-U, G-U, A-C и неканонические A-U.

18 G-**--A [2] O6 - N6 3.35 N1 - N1 3.06 23 A-**--U [3] OP2* O4 2.32 N7 - N3 3.17 N6 - O2 2.86 24 G-**+-C [3] O6 * O2 3.59 N1 - N3 3.42 N2 * N4 3.08 25 U-**+-U [1] O4 * O2 2.70 26 G-**+-U [2] O6 - O2' 3.36 N2 - O2 2.28 28 A-**+-C [2] O2'- O4' 2.47 N3 - N4 3.67 29 U-**--A [1] O4 * N3 2.43