Взаимодействие РНК и белка

Задание 1. Поиск стеблей

Упражнение 1.

Программа einverted нашла инвертированные участки только при minimum score threshold равном 15. При прочих параметрах по умолчанию было найдено два инвертированных участка, причем изменение параметров либо не приводило к изменению результата, либо приводило к нахождению новых стеблей с множественными выпячиваниями и с несовпадающими с реальностью парами. Итак, наиболее правдоподобный результат программа сгенерировала при minimum score threshold = 15 и остальных параметрах по умолчанию.

Упражнение 2.

Рисунок 1. Результат работы алгоритма Зукера. Такой результат получился при первом же запуске программы RNAfold, изменение параметров к улучшению результата не привело. В теории (из статьи Фаворовой: http://kodomo.fbb.msu.ru/FBB/year_07/term3/tRNA.pdf), T-стебель и D-стебель должны быть образованы четырьмя парами, не пятью. Количество пар в других стеблях совпадает с теоретическим (7 в антикодоновом и 5 в кодоновом).

Ссылка на изображение

Таблица 1. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 2dxi
Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель 7 пар
strand I: 501-507; strand II:572-566		 Предсказано 5 пар из 7 7 пар
T-стебель 5 пар
strand I: 549-553;strand II:565-561		 стебель не найден 5 пар
Антикодоновый стебель 7 пар
strand I: 538-544; strand II: 532-526		 стебель не найден 5 пар
D-стебель 4 пары
strand I: 510-513; strand II: 525-522		 стебель не найден 5 пар
Общее число канонических пар
нуклеотидов		 23 (в стеблях) + 5 (не в стеблях) 5 20

Задение 2. Определение параметров структур нуклеиновых кислот с помощью программ пакета 3DNA.

Упражнение 1. Вспоминая Jmol

Ссылка на срипт с определениями множеств;
Ссылка на скрипт с последовательными отображениями множеств

Упражнение 2. РНК-белковые контакты

Ссылка на файл, содержащий фрагменты скрипта, использовавшиеся для выполнения упражнения

Таблица 2. РНК-белковые контакты
Контакты атомов белка с РНК Полярные Неполярные Всего
Остатками 2'-дезоксирибозы 10 58 68
Остатками фосфорной кислоты 8 10 18
Остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 7 11 18
Остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 4 9 13

Значительно больше неполярных контаков. Наибольшее количество контактов белок образует с атомами остатков рибозы (почти в 1,4 раза больше, чем с другими атомами, взятыми вместе!). Это ожидаемо в силу того, что вторичная структура тРНК в значительной степени представляет собой двойную (сдвоенную) цепь, которая к тому же скручена. Так что доступ к внутренней части молекулы прикрыт атомами остатков дезоксирибозы

Упражнения 3,4.

Ссылка на результат работы программы nucplot

Наибольшее количество контактов с тРНК, а именно 5, образует аминокислота глутамин 432. На мой взгяд, она же является наиболее важной для распознавания последовательности, поскольку она связывыается с антикодоном, причем с двумя разными его нуклеотидами. Она связывается не с азотистыми основаниями, а с остатками рибозы. Однако можно предположить, что она важна для стабилизации положения антикодона, так чтобы другие аминокислоты могли узнать непосредственно его азотистые основания. Таким образом она играет роль в распознавании.

Рисунок 2. Визуализация в pymol. Сферами показана аминокислота глутамин 432, а в режиме sticks и с лейблами представлены остатки рибозы нуклеотидов 535 и 535, контакты с которыми были обнаружены программой nucplot.