Третий семестр

Интересно и полезно

Главная

Семестры

Ссылки

О себе

Практикум№1(2 блок)

A-, В- и Z- формы ДНК. Структура РНК

С помощью программы fiber пакета 3DNA были постройнны A-, B- и Z-формы дуплекса ДНК. Последовательность одной из нитей представляет собой 5 раз повторенную последовательность "gatc".

Рис1. Трехмерная структура A-формы ДНК.

С помощью программы Jmol было получено рис1. Мы выделили цветом или способом отображения 
	•сахарофосфатный остов ДНК-зеленый цвет 
	•все нуклеотиды-серый цвет 
	•все аденины-желтый цвет
	•атом N7 во всех гуанинах - оранжевый цвет.

Для выполнения следующего задания мне нужно было скачать с сайта PDB структуры с идентификаторами 1il2 и 1odh, включающие комплекс балка и транспортной РНК и ДНК-белковый комплекс соответственно. Мы проверили заданные структуры ДНК и РНК на наличие разрывов, их не обнаружили.

Рис2.Трехмерная структура сахаро-фосфатного остова транспортной РНК, идентифиатор PDB: 1IL2.

Рис3.Трехмерная структура сахаро-фосфатного остова ДНК из ДНК-белкового комплекса, идентифиатор PDB: 1ODH.

Сравнение структур 3-х форм ДНК с помощью средств JMol

С помощью программы Jmol сравниваются параметры структур А-, В- и Z- форм ДНК. Результаты представлены в таблицы1.

Таблица1. Сравнивнение параметров структур А-, В- и Z- форм ДНК
A-форма В-форма Z-форма
Тип спирали Правая Правая Левая
Шаг спирали 28.03 33.75 43.5
Число оснований на виток11 10 12
Ширина большой бороздки 16,81 17,21 18,30
Ширина малой бороздки 7,98 11.69 8,68

Далее ну)\(но было сравнить торсионные углы в структурах А- и В-форм.

Таблица2. Торсионные углы А-, В- форм ДНК
alphabetagammadeltaepsilonzetaeta
А-форма -51,7 174,8 41,7 79 -147,8 -75 -157,2
В-форма -29,9 136,3 31,2 143,3 -140,8 -160,5 -98

Я выберала заданное нам азотистое основание в любом месте структуры и определила, какие атомы основания явно обращены в сторону большой бороздки, а какие - в сторону малой. (Рисунок ни)\(е)

Рис4. Адениновый нуклеотид, на котором красным цветом отмечены атомы, ображенные в сторону большой борозки, синим цветом отмечены атомы, обращенные в сторону малой бороздки.

С поощью программ find_pair и analyze мы определили торсионные углы в заданной структуре ДНК. Самое "деформированное" основание, на первый взгляд, второй аденин.

Strand I                                                       
  base    alpha    beta   gamma   delta  epsilon   zeta    chi 
   1 C     ---     ---    -60.1   147.1   162.3   -85.8  -106.3
   2 G    158.4  -158.8   169.0   139.5  -155.5  -144.4  -122.7
   3 A    -40.4   165.2    37.1   147.1  -169.0  -110.8  -105.0
   4 T     35.9   179.0   -61.3   151.8  -171.0  -127.1   -96.7
   5 G     29.4   167.9   -46.6   155.1   165.4   -90.4  -103.1
   6 C    -50.7  -164.5    36.4   136.5  -156.4  -106.8  -110.5
   7 G    -60.0   163.7    40.5   148.1  -112.2   166.2   -96.3
   8 G    -59.5   142.0    37.5   135.6  -168.9   -87.9  -128.8
   9 G    -68.7   179.9    38.0   132.4   171.7  -117.0  -113.9
  10 T    -34.6  -171.4    35.0   141.1  -168.0  -108.4  -117.1
  11 G    -54.8   175.0    38.6   136.7  -177.4  -124.5  -112.3
  12 C     43.1   174.1   -51.2   151.9   167.1   -82.1  -109.1
  13 A    170.0   147.3   172.8   149.0    ---     ---   -144.1
                                                               
Strand II                                                      
  base    alpha    beta   gamma   delta  epsilon   zeta    chi 
   1 G    -61.4   151.9    42.0   143.1    ---     ---    -99.6
   2 C    -34.4   156.8    31.1   147.0  -132.6  -162.6   -96.8
   3 T    -39.5  -179.1    43.3   148.0  -162.1  -117.3  -107.2
   4 A    -56.6  -167.3    37.9   139.0   173.7  -118.1  -112.2
   5 C    -58.5  -162.0    40.0   139.7   175.4   -92.6  -112.5
   6 G    -26.7   150.9    44.9   140.2   175.2  -105.8  -117.1
   7 C    -85.0  -142.0    45.0   142.4  -179.7  -137.0  -106.2
   8 C    -40.9   156.6    28.1   133.0   164.0   -81.1  -120.1
   9 C    -38.5   168.2    29.6   132.9  -148.8  -153.5  -105.3
  10 A    -47.6   165.4    39.6   137.0  -169.1  -105.0  -112.9
  11 C    -66.1  -162.8    38.2   137.2  -165.8  -124.4  -106.6
  12 G     24.0  -172.7   -66.2   150.3   165.8   -74.4  -104.0
  13 T     ---     ---    172.6   150.1  -154.2  -126.6   -98.5  
Ср.зн.    -25.99  30.19	  26.57	 141.93	 -39.92	 -100.23 -109.84

Для вторичной структуры заданной тРНК характерны следующие особенности:

1. Антикодоновый стебель: [938-944] - [932-926] 
2. Акцепторный стебель: [901-907] - [972-966] 
3. Т-стебель: [949-953] - [965-961] 
4. D-стебель: [910-913] - [925-922]   

Ни)\(е представленны данные о взаимодействиях в РНК. Видны неканонические взаимодействия между нуклеотидами (обозначены звездочками). Цветом выделены отдельные цепи

RMSD of the bases (----- for WC bp, + for isolated bp, x for helix change)   
                                                                             
            Strand I                    Strand II          Helix             
  
   1   (0.011) D:1902_:[..C]C-----G[..G]:1971_:D (0.004)     |               
   2   (0.005) D:1903_:[..C]C-----G[..G]:1970_:D (0.008)     |               
   3   (0.004) D:1904_:[..G]G-----C[..C]:1969_:D (0.005)     |               
   4   (0.007) D:1905_:[..U]U-*---G[..G]:1968_:D (0.007)     |               
   5   (0.013) D:1906_:[..G]G-----C[..C]:1967_:D (0.006)     |               
   6   (0.006) D:1907_:[..A]Ax----U[..U]:1966_:D (0.004)     |     
   7   (0.014) D:1949_:[5MC]c-----G[..G]:1965_:D (0.009)     |               
   8   (0.006) D:1950_:[..G]G-----C[..C]:1964_:D (0.005)     |               
   9   (0.003) D:1951_:[..G]G-----C[..C]:1963_:D (0.002)     |               
  10   (0.009) D:1952_:[..G]G-----C[..C]:1962_:D (0.010)     |               
  11   (0.008) D:1953_:[..G]G----xC[..C]:1961_:D (0.012)     |    
12 (0.015) D:1954_:[5MU]u-**-xA[..A]:1958_:D (0.004) | 13 (0.045) D:1955_:[PSU]Px**+xG[..G]:1917_:D (0.005) x
  14   (0.005) D:1938_:[..C]C-*---P[PSU]:1932_:D (0.045)     |               
  15   (0.004) D:1939_:[..G]G-----C[..C]:1931_:D (0.003)     |               
  16   (0.005) D:1940_:[..U]U-*---G[..G]:1930_:D (0.006)     |               
  17   (0.009) D:1941_:[..G]G-----C[..C]:1929_:D (0.007)     |               
  18   (0.004) D:1942_:[..C]C-----G[..G]:1928_:D (0.004)     |               
  19   (0.003) D:1943_:[..C]C-----G[..G]:1927_:D (0.004)     |               
  20   (0.006) D:1944_:[..A]Ax*---G[..G]:1926_:D (0.014)     |  
  21   (0.010) D:1910_:[..G]G-*---U[..U]:1925_:D (0.009)     |               
  22   (0.006) D:1911_:[..U]U-----A[..A]:1924_:D (0.007)     |               
  23   (0.005) D:1912_:[..U]U-----A[..A]:1923_:D (0.003)     |               
  24   (0.045) D:1913_:[PSU]Px*--xG[..G]:1922_:D (0.003)     | 
  25   (0.004) D:1908_:[..U]Ux**-xA[..A]:1946_:D (0.006)     |               
  26   (0.006) D:1914_:[..A]A-*--xA[..A]:1921_:D (0.013)     |               
  27   (0.004) D:1915_:[..A]A-**+xU[..U]:1948_:D (0.005)     |               
  28   (0.120) D:1916_:[H2U]ux**+xU[..U]:1959_:D (0.005)     x               
  29   (0.013) D:1918_:[..G]G-----C[..C]:1956_:D (0.005)     +    

Из этой схемы видно, что нуклеотиды выделенные красным цветом образуют стебли, нуклеотиды водородные связи в которых способствуют поддержанию третичной структуры тРНК - должны связывать отдаленные участки тРНК - U1954 и А1958,Р1955 и G1917, A1914 и A1921, U1916 и U1959,G1918 и С1956. А неканонические пары - U1905 и G1968, P1955 и G1917,С1938 P1932 ,U1940 G1930 , A1944 G1926, P1913 G1922,U1908 A1946 , A1914 A1921, U1916 U1959.

Bозможные стекинг-взаимодействия

Площади перекрывания

     16 GU/GC  7.38( 3.96)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  7.11( 4.09) 14.49( 8.06)
     19 CC/GG  0.05( 0.00)  0.00( 0.00)  0.55( 0.00)  1.95( 0.55)  2.55( 0.55)

Далее с помощью программы Jmol мы получили изобра)\(ения перекрываний. См. ни)\(е.

Рис5. Изобра)\(ение перекрывания GU/GC Рис5. Изобра)\(ение перекрывания CC/GG