С помощью программмы fiber пакета 3DNA былисмоделированы А-, В- и Z- формы дуплекса ДНК, последовательность одной из нитей первых двух представляет собой 5 раз повторенную последовательность gatc, а последней - gcgc. Полученные файлы доступны по ссылкам: gatc-a, gatc-b, gcgc-z.
Используя предопределенные множества JMol, мы можем выделить следующие группы атомов:
Рис. 1 А-форма молекулы ДНК, вид по ходу цепи. Серым выделены азотистые основания, красным - сахарофосфатный остов.
Рис. 2 А-форма молекулы ДНК, вид сбоку. Серым выделены азотистые основания, красным - сахарофосфатный остов.
Рис. 3 А-форма молекулы ДНК, вид сбоку. Синим выделены нуклеотиды, красным - сахарофосфатный остов.
Рис. 4 А-форма молекулы ДНК, вид сбоку.Зеленым показаны все остатки аденина.
Рис. 5 А-форма молекулы ДНК, вид сбоку. Фиолетовым выделены все атомы N7.
Рис. 6 Молекула ДНК не имеет разрывов в своей структуре.
Рис. 7 Молекула РНК не имеет разрывов в своей структуре.
Сравнение структур 3-х форм ДНК с помощью средств JMol
Большие и малые бороздки
На примере тимина мы рассмотрели, какие его атомы обращены внутрь большой бороздки, а какие - в сторону малой. Результат представлен на рисунке ниже.
Спиральные параметры ДНК
A-форма
B-форма
Z-форма
Тип спирали
правая
правая
левая
Шаг спирали (Å)
28.03
33.75
43.5
Число оснований на виток
11
10
12
Ширина большой бороздки
7.98 [T]11:A - [C]24:B
17.21 [T]11:A - [T]27:B
15.17 [G]:11:A - [C]30:B
Ширина малой бороздки
16.81 [T]11:A - [C]32:B
11.69 [T]11:A - [A]34:B
7.2 [G]11:A - [G]33:B
| α P-O5' | β O5'-C5' | γ C5'-C4' | σ C4'-C3' | ε C3'-O3' | ζ O3'-P | χ C1'-N | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A-DNA | -51,68 | 174,80 | 41,70 | 79,07 | -147,75 | -75,11 | -157,23 |
| A-DNA(презентация) | -62 | 173 | 52 | 88/3 | 178 | -50 | -160 |
| B-DNA | -29,87 | 136,37 | 31,10 | 143,42 | -140,77 | -160,52 | -98,95 |
| B-DNA(презентация) | -63 | 171 | 54 | 123/131 | 155 | -90 | -117 |
| α P-O5' | β O5'-C5' | γ C5'-C4' | σ C4'-C3' | ε C3'-O3' | ζ O3'-P | χ C1'-N | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A-форма | -51,7 | 174,8 | 41,7 | 79,1 | -147,8 | -75,1 | -157,2 |
| В-формв | -29,9 | 136,3 | 31,2 | 143,3 | -140,8 | -160,5 | -98,0 |
Strand I Strand II Helix
1 (0.005) B:.902_:[..G]G-----C[..C]:.971_:B (0.004) |
2 (0.007) B:.903_:[..G]G-----C[..C]:.970_:B (0.005) |
3 (0.009) B:.904_:[..G]G-----C[..C]:.969_:B (0.003) |
4 (0.003) B:.905_:[..G]G-----C[..C]:.968_:B (0.005) |
5 (0.006) B:.906_:[..U]U-----A[..A]:.967_:B (0.004) |
6 (0.004) B:.907_:[..A]Ax----U[..U]:.966_:B (0.002) |
7 (0.002) B:.949_:[..C]C-----G[..G]:.965_:B (0.003) |
8 (0.003) B:.950_:[..G]G-----C[..C]:.964_:B (0.003) |
9 (0.003) B:.951_:[..A]A-----U[..U]:.963_:B (0.002) |
10 (0.008) B:.952_:[..G]G-----C[..C]:.962_:B (0.003) |
11 (0.004) B:.953_:[..G]G----xC[..C]:.961_:B (0.004) |
12 (0.002) B:.954_:[..U]U-**-xA[..A]:.958_:B (0.004) |
13 (0.004) B:.955_:[..U]Ux**+xG[..G]:.918_:B (0.013) x
14 (0.002) B:.937_:[..A]A-*---U[..U]:.933_:B (0.004) |
15 (0.006) B:.938_:[..U]U-*---U[..U]:.932_:B (0.004) |
16 (0.003) B:.939_:[..U]U-----A[..A]:.931_:B (0.004) |
17 (0.006) B:.940_:[..C]C-*---G[..G]:.930_:B (0.010) |
18 (0.006) B:.941_:[..C]C-----G[..G]:.929_:B (0.003) |
19 (0.007) B:.942_:[..G]G-----C[..C]:.928_:B (0.003) |
20 (0.006) B:.943_:[..G]G-----C[..C]:.927_:B (0.004) |
21 (0.005) B:.944_:[..C]Cx*---A[..A]:.926_:B (0.009) |
22 (0.005) B:.910_:[..G]G-----C[..C]:.925_:B (0.003) |
23 (0.006) B:.911_:[..C]C-----G[..G]:.924_:B (0.008) |
24 (0.008) B:.912_:[..C]C----xG[..G]:.923_:B (0.005) |
25 (0.003) B:.913_:[..A]A-**+xA[..A]:.945_:B (0.005) |
26 (0.004) B:.914_:[..A]A-**-xU[..U]:.908_:B (0.009) |
27 (0.020) B:.915_:[..G]Gx**+xC[..C]:.948_:B (0.003) x
28 (0.008) B:.919_:[..G]G-----C[..C]:.956_:B (0.003) +
В соответствии с полученными данными определяем, что:
Акцепторный стебель состоит из оснований 2-7 и комплементарных им 66-71;
Дигидроуридиновый стебель из 10-12 и 23-25;
Антикодоновый стебель из 37-44 и 26-33;
Т-стебель из 49-53 и 61-65.
Так же были найдены неканонические пары:
13 (0.004) B:.955_:[..U]Ux**+xG[..G]:.918_:B (0.013) x
15 (0.006) B:.938_:[..U]U-*---U[..U]:.932_:B (0.004) |
21 (0.005) B:.944_:[..C]Cx*---A[..A]:.926_:B (0.009) |
25 (0.003) B:.913_:[..A]A-**+xA[..A]:.945_:B (0.005) |
и дополнительные пары, стабилизирующие структуру:
12 (0.002) B:.954_:[..U]U-**-xA[..A]:.958_:B (0.004) | 26 (0.004) B:.914_:[..A]A-**-xU[..U]:.908_:B (0.009) | 27 (0.020) B:.915_:[..G]Gx**+xC[..C]:.948_:B (0.003) x 28 (0.008) B:.919_:[..G]G-----C[..C]:.956_:B (0.003) +Наибольшая площадь перекрывания была у следующих пар оснований
23 (0.006) B:.911_:[..C]C-----G[..G]:.924_:B (0.008) | 28 (0.008) B:.919_:[..G]G-----C[..C]:.956_:B (0.003) + 22 GC/GC 4.63( 1.75) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 6.67( 3.56) 11.30( 5.31)
21 (0.005) B:.944_:[..C]Cx*---A[..A]:.926_:B (0.009) | 20 (0.006) B:.943_:[..G]G-----C[..C]:.927_:B (0.004) | 20 GC/AC 6.90( 4.22) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 5.38( 3.66) 12.28( 7.87)
12 (0.002) B:.954_:[..U]U-**-xA[..A]:.958_:B (0.004) | 11 (0.004) B:.953_:[..G]G----xC[..C]:.961_:B (0.004) | 11 GU/AC 7.14( 4.20) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 3.94( 1.36) 11.08( 5.57)
