Задание 1

С помощью программы fiber из пакета 3DNA были построены модели дуплексов ДНК в A-, B- и Z-формах. В каждой модели одна из нитей имела заданную последовательность. Для A- и B-форм она состояла из последовательности "gatc", повторённой пять раз подряд. Для Z-формы использовалась другая последовательность — "gc", также повторённая пять раз.

Скачать PDB-файлы: A-форма, B-форма, Z-форма.

Задание 2

В рамках этого задания проводилось сравнение A-формы ДНК, полученной в первом задании, с экспериментальной структурой 3V9D, которая также соответствует A-форме. При анализе экспериментальной структуры были визуально определены большая и малая бороздки, а в качестве исследуемого основания выбран тимин. Средствами PyMOL получено изображение тимина в позиции 7, на котором атомы, обращённые в большую бороздку, выделены красным цветом, а обращённые в малую - синим.

В сторону большой бороздки обращены атомы:
С7.C4, С7.O4, С7.C5, С7.C6, С7.C7

В сторону малой бороздки обращены атомы:
С7.N1, С7.C2, С7.O2, С7.N3

Тимин в А-форме молекулы ДНК
Рис. 1. Тимин в А-форме молекулы ДНК. На рисунке оранжевыми сферами показаны атомы фосфора сахаро-фосфатного остова.

A-, B- и Z-формы 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
(A/DG'9/P – B/DT'35/P)		 17.9
(A/DA'10/P – B/DT'27/P)		 18.3
(B/DC'14/P – A/DC'4/P)
Ширина малой бороздки (Å) 8
(B/DA'30/P – A/DG'5/P)		 11.7
(A/DG'9/P – B/DC'36/P)		 9.9
(A/DG'5/P – B/DC'20/P)

Задание 3

Для анализа структуры 1GTS исходный PDB-файл был переведён в старый формат командой remediator --old '1GTS.pdb' > '1GTS_old.pdb', после чего с помощью конвейера find_pair -t 1GTS_old.pdb stdout | analyze был получен файл 1GTS_old.out.

Анализ структуры 1GTS показал наличие четырёх стеблей: 2–7 (71–66), 49–53 (65–61), 39–43 (31–27), 10–12 (25–23).

Помимо этого, выявлено восемь неканонических пар: 54U – 58A, 55U – 18G, 37A – 33U, 38U – 32U, 44C – 26A, 13A – 45A, 14A – 8U, 15G – 48C.

Третичную структуру дополнительно стабилизируют девять водородных связей: 54U – 58A, 55U – 18G, 37A – 33U, 38U – 32U, 44C – 26A, 13A – 45A, 14A – 8U, 15G – 48C, 19G – 56C.