Работа с разными формами ДНК 

Задание 1.Генерирование структур

По ссылкам содержатся файлы с дуплексами ДНК в A-форме, В-форме и Z-форме

Задание 2. Сравнение структур

На рисунке 1 сферами показан цитозин-9 pdb структуры 3v9d. Малая бороздка локализована сверху от цитозина, большая - снизу. Видно, что в малую бороздку обращены атомы O2,C2; а в большую - C4,C5,C6,N4.

Рисунок 1.


На рисунке 2 красным цветом показаны атомы, обращенные в большую бороздку, синим - обращенные в малую, черным - находящиеся на уровне сахарофосфатного остова.

Рисунок 2. Визуализация в MarvinSketch


Таблица 1. Характеристики трех форм ДНК
A-форма B-форма Z-форма
Тип спирали (правая или левая) Правая Правая Левая
Шаг спирали (Å) 28.028 33.750 43.500
Число оснований на виток 11 10 12
Ширина большой бороздки 7.983 (атомы /gatc-a//B/DG`29/P и /gatc-a//A/DA`6/P) 17.213 (атомы /gatc-b//A/DA`6/P и /gatc-b//B/DC`32/P) 9.866 (атомы /gatc-z//A/DC`8/P и /gatc-z//B/DG`37/P)
Ширина малой бороздки 16.812 (атомы /gatc-a//A/DA`6/P и /gatc-a//B/DG`37/P) 11.694 (атомы /gatc-b//A/DA`6/P и /gatc-b//B/DT`39/P) 18.304 (атомы /gatc-z//A/DC`8/P и /gatc-z//B/DC`30/P)

Задение 3. Определение параметров структур нуклеиновых кислот с помощью программ пакета 3DNA (программы find_pair и analyze).

Упражнение 1. Торсионные углы

Рисунок 3. Торсионные углы в структурах ДНК



Видно, что торсионные углы тРНК ближе к таковым в А-форме ДНК (см. последнюю строку таблицы 2). Остается загадкой, что есть strand 1 и strand 2 одноцепочечной тРНК в файле XXX.out в выдаче программы find_pair. Если бы это была по-разному нумерованная одна и та же цепь, средние торсионные углы бы совпадали. Однако этого не происходит. С другой стороны, номера пар, формирующих стебли, совпадают с таковыми для теоретической структуры тРНК для обеих "цепей", то есть они, кажется, должны бы обозначать одну и ту же структуру.


Таблица 2. Средние торсионные углы
альфа бета гамма дельта эпсилон зета чи
strand 1 данной тРНК -47,81 52,49 50,58 86,49 -131,71 -54,13 -114,98
strand 2 данной тРНК -35,70 92,1 46,70 85,91 -132,51 -50,54 -159,63
среднее по тРНК -41,76 72,30 48,64 86,2 -132,10 -52,34 -137,31
A форма ДНК (из задания 1) -51,7 174,8 41,7 79,1 -147,8 -75,1 -157,2
B форма ДНК (из задания 1) -29,9 136,3 31,2 143,3 -140,8 -160,5 -98,0
угол в РНК/угол в А-ДНК;
угол в РНК/угол в B-ДНК		 0,8; 1,4 0,4; 0,53 1,17; 1,56 1,09; 0,6 0,89; 0,94 0,70; 0,33 0,83; 1,4


Упражнение 2. Водородные связи


стебель номера нуклеотидов
1 strand I: 501-507
strand II:572-566
2 strand I: 549-553
strand II:565-561
3 strand I: 538-544
strand II: 532-526
4 strand I: 510-513
strand II: 525-522
пары нуклеотидов, соединенные водородными связями
и не входящие в стебли (дополнительная
стабилизации третичной структуры)		 554U-**--A558
555U-**+-G518
514A-**--U508
515G-**+-C548
519G-----C556


Не Уотсон-Криковские взаимодействия: 502G-*---U571
555U-**+-G518
538A-**--C532
544A-**--G526
513U-*---G522