1. Краткое описание структуры в файле 1TTT.pdb

    2. В файле приведены координаты атомов следующих молекул:  
1.TRANSFER RIBONUCLEIC ACID (YEAST, PHE)(цепи D, E, F).Синтезирована
2.MOLECULE OF ELONGATION FACTOR TU (EF-TU)(цепи A, B, C).Взята из организма THERMUS AQUATICUS 
Для исследования была выбрана цепь F тРНК со следующей последовательностью:

    [1] 5' - GCGGAUUUAGCUCAGUUGGGAGAGCGCCAGACUGAAGAUCUGGAGGUCCUGUGUUCGAUCCACAGAAUUCGCACCA - 3' [76]

    где 1 и 76 - номера первого и последнего нуклеотида.
    В данной последовательности на 3'-конце имеется триплет CCA, к которому присоединяется аминокислота. В PDB приведены координаты его атомов.

  2. Исследование вторичной структуры

    3. С помощью программы find_pair пакета 3DNA был получен файл 1TTT_old.fp, в котором были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями. 
    По имеющимся в файле данным была определена длина стеблей РНК:
1.акцепторный стебель:1-7 нуклеотиды и комплементарные ему 66-72
2.Т-стебель: состоит из 49-53 и комплементарных ему 61-65
3.D-стебель: 10-13 и 22-25
4.антикодоновый стебель: 39-43 и 27-31
5.антикодон: 34-36

    Вторичная структура цепи F тРНК из файла 1TTT.pdb
    		 Скрипт для получения изображения 
    restrict none                 
select *:F 
color white                   
backbone 80                   
define act 1-7:F or 66-72:F   
select act                    
color red                     
pause                         
define dst 10-13:F or 22-25:F 
select dst                    
color blue                  
pause                         
define tst 49-53:F or 61-65:F 
select tst                    
color green                    
pause                         
define anti 27-31:F or 39-43:F
select anti                   
color orange                  
select 34-36:F                
cpk 100                       
wireframe 50                  
color purple

    Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 20 канонических и 11 неканонических пар оснований. 

      Примером неканонического взаимодействия 
 может служить взаимодействие 4G и 69U 
 нуклеотидов.

       Вариабельная петля в данной структуре отсутствует
   В Т-петле отсутствует остаток тимидина
   Дигидроуридины в D-петле отсутствуют

  3. Исследование третичной структуры

    4. Была исследована возможность стэкинг-взаимодействия
    между основаниями конца акцепторного стебля (№66-68)
    и начала Т-стебля (№63-65).
    В пользу стекинг-взаимодействия свидетельствуют то,
    что по данным файла 1TTT_old.out площадьперекрывания
    в выбранной паре №72 GU/AC равна 9.46, тогда как
    максимальный показательпо сравнению с другими парами
    равен 15.68, что достаточно много для того, чтобы с
    высокой долей вероятности предположить в данном месте
    стэкинг-взаимодействие.
    На данной картинке изображено наложение оснований
    исследуемой пары.

    Дополнительные водородные связи присутствуют между
    основаниями Т-петли. Это каноническое взаимодействие
    между 207(53) и 215(61) нуклеотидами, а также взаимодействие
    между модифицироваными нуклеотидами 54_:[5MU]u-**-xa[1MA]:_58.
    Взаимодействие между нуклеотидами последней пары представлены
    на следующей далее картинке:

  4. Предсказание вторичной структуры тРНК

    5. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1TTT.pdb

    Участок структуры Позиции в структуре
    (по результатам find_pair)     		Результаты предсказания
    с помощью einverted     		Результаты предсказания
    по алгоритму Зукера
    Акцепторный стебель 5' 1-7 3'
    5' 66-72 3'
    Всего 7 пар     		не предсказано предсказано 6 пар из 7
    D-стебель 5' 10-13 3'
    3' 22-25 5'
    Всего 4 пары     		5' 12-16 3'
    3' 31-35 5'
    4 пары     		все 4 пары предсказаны верно
    T-стебель 5'49-53 3'
    3' 61-65 5'
    5 пар     		5' 49-53 3'
    3'61-65 5'
    5 пар     		все пары предсказаны верно
    Антикодоновый стебель 5' 27-31 3'
    3' 39-43 5'
    5 пар     		не предсказано все пары предсказаны верно
    Общее число канонических пар нуклеотидов 21 9 20

    Программа einverted

     
      Программа einverted используется для нахождения инвертированных участков в нуклеотидных последовательностях. Программе был подан файл 
с последовательностью, при этом сохранялись все настройки программы за исключением параметра Score, от величины которого зависел получаемый 
результат. На выходе были получены 2 файла: sequence.fasta и sequence.inv:
    SEQUENCE: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps       
      12 tcagt 16                                    
         |||||                                       
      35 agtca 31                                    
                                                     
SEQUENCE: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps       
      49 ctgtg 53                                    
         |||||                                       
      65 gacac 61 
      По результатам, выданным программой можно сделать вывод, что она не является лучшей для предсказания вторичной структуры, так как была 
способна обнаружить лишь 2 участка из 4-ёх, что, вероятно, связано со способностью программы обнаруживать лишь канонические взаимодействия.

    Программа mfold

    При использовании программы mfold, необходимой для предсказания
    вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера, на вход был подан файл tRNA2.fasta, с находящейся внутри нуклеотидной последовательностью
    выбранной произвольным образом цепи F РНК.
    Была осуществлена команда mfold SEQ=tRNA2.fasta.
    Затем команда вводилась с добавлением параметра P со значениями
    10, 15, 20, 25. В большей мере полученные результаты были неудовлетворительными, и лишь при значении P=10 приемлемыми.
    В результате этих действий и было получено данное изображение.и

    По результатам, полученным в результате использования программ, можно сделать вывод, что программа einverted не слишком хороша для решения поставленной
    задачи, так как с её помощью правильно были определены лишь D- и T-стебель, в то время как акцепторный и антикодоновый стебли не были определены вовсе.
    Что же касается программы mfold, то она определила вторичную структуру достаточно точно: лишь в акцепторном стебле была потеряна одна пара, всё остальное
    было предсказано верно. То есть можно сделать вывод, что программа mfold вполне может использоваться для предсказанная вторичная структура тРНК с достаточной точностью.
    Третий семестр

    ©Черниогло Елена