3DNA

Учебный сайт Титовой Анастасии

A- и В- формы ДНК. Структура РНК.

Задание 1

В данном задании необходимо было построить модели структур A-, B- и Z-формы ДНК с помощью инструментов пакета 3DNA, где последовательность одной из нитей представляет собой 5 раз повторенную последовательность "gatc". Ниже вы можете видеть сравнительное изображение трех форм ДНК, полученное с помощью jMol.

Рис. 1. A-, B- и Z-формы ДНК

Структура дуплекса в А-форме находится в файле gatc-a.pdb, структура дуплекса в В-форме в файле gatc-b.pdb, структура дуплекса в Z-форме в файле gatc-z.pdb.

gatc-a.pdb

gatc-b.pdb

gatc-c.pdb

Задание 2

Упражнение 1

В данном упражнении необходимо было научиться находить большие и малые бороздки. В файле gatc-b.pdb визуально были найдены большая и малая бороздки, затем был выбран остаток тимина (Т31).

В сторону большой бороздки обращены атомы C4, C5, C6, C7, N3, O4.

В сторону малой бороздки обращены атомы C2, O2.

Ниже вы можете видеть изображение тимина, полученное с помощью MarvinSketch, где красным цветом были выделены атомы, смотрящие в сторону большой бороздки, синим в сторону малой.

Рис. 2. Изображение тимина, полученное с помощью MarvinSketch

Упражнение 2

Таблица 1. Сравнительный анализ разных форм ДНК.
	A-форма	B-форма	*Z-форма
Тип спирали (правая или левая)	правая	правая	левая
Шаг спирали (Å)	28.03	33.75	43.50
Число оснований на виток	11	10	12
Ширина большой бороздки (Å)	16.81 [DA]14:A.P #269 - [DG]29:B.P #575	17.21 [DT]15:A.P #290 - [DT]23:B.P #454	16.0 [DG]29:B.P #575 - [DT]11:A.P #208
Ширина малой бороздки (Å)	7.98 [DG]5:A.P #83 - [DA]30:B.P #597	11.69 [DA]30:B.P #597 - [DT]15:A.P #290	9.91 [DA]18:A.P #351 - [DC]28:B.P #556

Задание 3

Упражнение 1

В данном упражнении необходимо было определить значения торсионных углов в заданной структуре ДНК и тРНК. Это задание было выполено с помощью функций find_pair и analyze пакета 3dna. Далее с помощью Excel были определены среднее значения каждого из торсионных углов (краевые нуклеотиды не рассматривались). На основе полученных данных торсионных углов и данных из презентации заданная структура больше похожа на А-форму ДНК. Номера самых "деформированных" нуклеотидов (с наиболее отклоняющимся значением какого-либо из торсионных углов, или нескольких углов) выделены красным цветом в таблице.

Ниже вы можете видеть талицу, в которой представлены данные по торсионным углам в заданных структурах.

Таблица 2. Торсионные углы в тРНК и ДНК.
НК	α	β	γ	δ	ε	ζ	χ
тРНК (PDB ID: 5AXM)	-21.0	68.0	37.4	88.4	-136.3	-69.8	-125.5
ДНК (PDB ID: 4Z1X )	-46.3	90.7	40.2	132.0	-96.4	-71.3	-108.8

Упражнение 2

Номера нуклеотидов, образующих стебли во вторичной структуре заданной тРНК (предполагаем, что нуклеотиды, участвующие в образовании стеблей, расположены подряд):

        
       Stem 1 (Акцепторный стебель)
       
            Strand I                    Strand II          Helix
   1   (0.067) ....>P:...2_:[GTP]g-----C[..C]:..71_:P<.... (0.003)     |
   2   (0.004) ....>P:...3_:[..G]G-----C[..C]:..70_:P<.... (0.004)     |
   3   (0.001) ....>P:...4_:[..G]G-----C[..C]:..69_:P<.... (0.002)     |
   4   (0.003) ....>P:...5_:[..A]A-----U[..U]:..68_:P<.... (0.002)     |
   5   (0.001) ....>P:...6_:[..U]U-----A[..A]:..67_:P<.... (0.003)     |
   6   (0.003) ....>P:...7_:[..U]U-----A[..A]:..66_:P<.... (0.002)     |
  
       Stem 2 (Т-стебель)

   7   (0.006) ....>P:..49_:[..C]C-----G[..G]:..65_:P<.... (0.003)     |
   8   (0.002) ....>P:..50_:[..U]U-----A[..A]:..64_:P<.... (0.003)     |
   9   (0.002) ....>P:..51_:[..G]G-----C[..C]:..63_:P<.... (0.003)     |
  10   (0.003) ....>P:..52_:[..U]U-----A[..A]:..62_:P<.... (0.005)     |
  11   (0.004) ....>P:..53_:[..G]G-----C[..C]:..61_:P<.... (0.004)     |
  
       Stem 3 (Антикодоновый стебель)

  15   (0.004) ....>P:..38_:[..A]A-**--C[..C]:..32_:P<.... (0.014)     |
  16   (0.006) ....>P:..39_:[..U]U-----A[..A]:..31_:P<.... (0.006)     |
  17   (0.004) ....>P:..40_:[..C]C-----G[..G]:..30_:P<.... (0.004)     |
  18   (0.003) ....>P:..41_:[..U]U-----A[..A]:..29_:P<.... (0.003)     |
  19   (0.005) ....>P:..42_:[..G]G-----C[..C]:..28_:P<.... (0.003)     |
  20   (0.002) ....>P:..43_:[..G]G-----C[..C]:..27_:P<.... (0.004)     |
  21   (0.003) ....>P:..44_:[..A]A-**--G[..G]:..26_:P<.... (0.003)     |
  
       Stem 4 (D-стебель)

  22   (0.008) ....>P:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:P<.... (0.007)     |
  23   (0.009) ....>P:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:P<.... (0.002)     |
  24   (0.002) ....>P:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:P<.... (0.003)     |
  25   (0.005) ....>P:..13_:[..C]C-----G[..G]:..22_:P<.... (0.005)     |

Неканонические пары оснований в структуре тРНК:


            Strand I                    Strand II          Helix
  13   (0.004) ....>P:..55_:[..U]U-**+-G[..G]:..18_:P<.... (0.003)     x
  15   (0.004) ....>P:..38_:[..A]A-**--C[..C]:..32_:P<.... (0.014)     |
  21   (0.003) ....>P:..44_:[..A]A-**--G[..G]:..26_:P<.... (0.003)     |

Дополнительные водородные связи в тРНК, стабилизирующие ее третичную структуру (не участвуют в образовании стемов):

            Strand I                    Strand II          Helix
  13   (0.004) ....>P:..55_:[..U]U-**+-G[..G]:..18_:P<.... (0.003)     x
  14   (0.008) ....>P:..35_:[..A]A-**--U[..U]:..33_:P<.... (0.005)     |
  26   (0.004) ....>P:..14_:[..A]A-**--U[..U]:...8_:P<.... (0.004)     |
  27   (0.004) ....>P:..15_:[..G]G-**+-C[..C]:..48_:P<.... (0.002)     x
  28   (0.014) ....>P:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:P<.... (0.004)     +