A- и B-формы ДНК. Структура РНК
Задание 1. Строим модели структур А-, В- и Z-форм ДНК.
Для выполнения данного задания я построила А-, В- и Z-формы ДНК с помощью программы fiber пакета 3DNA (пакета программ для анализа и простейшего моделирования структур нуклеиновых кислот). Так как данный пакет программ работает под операционной системой Linux, было необходимо воспользоваться программой Putty.
Было построено 2 дуплекса ДНК, последовательность одной из нитей которых представляет собой 5 раз повторенную последовательность "gatc" (A- и B-формы); Z-форма представлена 5 раз повторенной парой G-C (программа fiber позволяет строить только такую Z-форму ДНК).
Результатом выполнения данного задания являются файлы с полученными структурами форм ДНК в формате .pdb: А-форма, B-форма, Z-форма.
Задание 2. Вспоминаем JMol.
В данном задании требовалось работать со структурами нуклеиновых кислот средствами программы JMol.
Упражнение 1.
Целью выполнения этого упражнения было научиться выделять разные атомы и химические группировки, используя предопределенные множества JMol. Для выполнения упражнения была взята структура А-формы ДНК в формате .pdb: А-форма.
Для наиболее удобной визуализации молекулы и требуемых атомов и группировок я использовала Java-апплет, который последовательно демонстрирует следующие структуры:
- сахарофосфатный остов ДНК (изображен проволочной моделью светло-голубого цвета)
- все нуклеотиды (А - темно-оливкового цвета, G - темно-розового, С - светло-бежевого, Т - золотистого; все изображены картонками)
- все нуклеотиды с аденином (выделены зеленым цветом и шаро-стержневойй моделью)
- атом N7 во всех гуанинах (выделены крупным размером и красным цветом; атом N7 первого по последовательности гуанина выделен синим цветом и подписан)
|
После того, как структура загрузится, надо нажать две кнопки:
1. Запустить скрипт: 2. Продолжить исполнение скрипта: |
Задание 3. Сравним структуры разных форм ДНК.
В данном задании требовалось сравнить по различным параметрам структуры трех форм ДНК с использованием средств JMol.
Упражнение 1.
В этом упражнении было необходимо научиться определять большую и малую бороздки в структуре молекулы ДНК. Для этого была взята структура В-формы ДНК из файла в формате
.pdb: А-форма.
На Рис. можно увидеть расположение большой и малой бороздок.
Рис. . Изображение молекулы В-формы ДНК; обозначены большая и малая бороздки.
Далее было необходимо выбрать доставшийся нуклеотид в любом месте молекулы (в моем случае тимин) и определить,
какие из атомов основания обращены в сторону большой бороздки, а какие - в сторону малой.
Я выбрала остаток тиминового нуклеотида под номером 31 и, отобразив в программе JMol, определила, куда обращены атомы основания.
На изображении, полученном с помощью программы ChemSketch (Рис. ), можно увидеть изображение тимина, где красным цветом обозначены атомы, обращенные в сторону большой бороздки,
а синим - в сторону малой.
Рис. . Изображение тимина с помощью программы ChemSketch. Красным цветом обозначены атомы, обращенные в сторону большой бороздки,
а синим - в сторону малой.
Дополнительно с визуализацией атомов в большой и малой бороздках всех трех форм ДНК можно ознакомиться на Java-апплете (скрипт Grooves).
- В сторону большой бороздки обращены атомы t13.o4, t13.c5m, t13.c6.
- В сторону малой бороздки обращены атомы t13.o2, t13.c2, t13.n3.
- Остальные атомы основания расположены на границе большой и малой бороздок, и их нельзя четко отнести к одной из них.
- В А-форме ДНК эти же атомы
- Z-форму проанализировать не удалось, так как программа fiber построила ее исключительно из остатков G и C, поэтому в ней нет тимина, который я рассматриваю.