A-, В- и Z- формы ДНК

Задание 1.

В этом задании с помощью программы fiber пакета 3DNA необходимо было получить 3 структуры - A-, B- и Z- формы ДНК.

Ссылки на файлы: А-форма, B-форма, Z-форма.

Задание 2.

Упр.1.

Рисунок 1. Цитозин

Для выполнения последующих заданий мною была выбрана полученная в 1 задании A-форма ДНК. Для выбранного мной цитозина необходимо было определить, какие атомы ориентированы в сторону большой бороздки, а какие - в сторону малой. На рисунке слева представлена структура цитозина с покрашенными в красный атомами, смотрящими в сторону большой бороздки и покращенными в синий атомами, смотрящими в сторону малой бороздки. Cписок атомов по номерам:

В сторону большой бороздки обращен атом: O₂.
В сторону малой бороздки обращены атомы: N₄, C₄, C₅, C₆.

Упр.2.

Ниже представлена таблица сравнения параметров разных форм ДНК.

	А-форма	B-форма	Z-форма
Тип спирали	Правая	Правая	Левая
Шаг спирали (А)	28,03	33,75	43,5
Число оснований на виток	11	10	12
Ширина большой бороздки	7,98[7:A.P-28:B.P]	17,21[6:A.P-32:B.P]	16,08[12:A.P-28:B.P]
Ширина малой бороздки	16,81[17:A.P-26:B.P]	11,69 [40:B.P-5:A.P]	9,87[20:A.P-25:B.P]

Ниже представлены изображения описанных форм ДНК


Рисунок 2. А-форма	Рисунок 3. B-форма	Рисунок 4. Z-форма

Задание 3.

Упр.1.

В приведенной ниже таблице представлены значения торсионных углов для данной тРНК (PDB ID: 1QRT)

Strand I
	base	alpha	beta	gamma	delta	epsilon	zeta	chi
1	G	---	107.8	54.4	78.2	-141.0	-78.5	-173.0
2	G	-64.8	162.9	63.3	78.1	-151.7	-78.5	-168.4
3	G	-47.0	168.7	42.3	76.6	-168.4	-55.4	-158.7
4	G	169.4	175.5	169.7	85.2	-135.9	-70.9	-173.6
5	U	-54.6	173.4	48.0	79.4	178.9	-76.4	-157.5
6	A	-173.5	-137.5	159.0	118.9	-65.4	-77.6	-158.2
7	C	51.8	177.0	32.4	88.0	-150.8	-64.8	-167.4
8	G	-65.5	-172.2	50.1	81.5	-160.7	-69.3	-157.2
9	A	-59.1	180.0	41.4	82.5	-173.6	-80.0	-146.8
10	G	147.9	-146.9	175.0	83.8	-144.9	-54.2	178.5
11	G	-173.6	158.3	158.3	84.5	-117.4	-86.9	176.6
12	U	-54.2	154.5	51.3	79.7	-129.2	-72.9	-169.2
13	U	-60.6	171.8	48.0	77.3	-136.6	-89.5	-150.8
14	A	-39.1	176.9	59.6	82.7	-151.8	-53.7	179.1
15	U	-69.8	-174.0	50.0	85.5	-154.9	-55.5	-161.9
16	U	-76.8	-170.8	49.8	87.6	-162.7	-59.0	-165.4
17	C	-83.0	-163.0	57.4	88.7	-165.6	-63.9	-159.8
18	C	-64.9	-168.2	33.1	83.6	-142.1	-89.8	-159.4
19	G	-50.9	146.4	53.6	78.8	-164.1	-65.8	-173.4
20	G	-56.3	-166.5	44.1	82.7	-149.1	-82.5	-151.7
21	C	121.7	-147.8	-164.1	86.9	-82.3	-152.1	-163.1
22	G	-127.6	138.0	34.0	83.8	-152.1	-68.2	-177.4
23	C	-76.7	-168.2	52.0	85.2	-155.1	-78.4	-161.2
24	C	137.7	-166.5	-170.5	85.3	-129.8	-60.8	-168.2
25	A	-56.5	171.1	54.9	85.1	-167.0	-77.9	-161.5
26	A	-76.8	173.6	69.6	80.5	-129.0	-77.4	-166.6
27	G	-50.7	154.8	56.5	79.5	140.7	42.6	-139.6
28	G	-142.5	-96.7	120.3	111.9	-69.5	113.7	-104.7
29	U	28,20	-124.9	-62.5	78.5	-120.9	-177.7	-112.3

Strand II
	base	alpha	beta	gamma	delta	epsilon	zeta	chi
1	C	-58.6	179.1	42.2	87.9	-146.6	-78.7	-144.4
2	C	-69.8	-174.4	53.5	85.2	-150.2	-76.1	-159.3
3	C	-50.6	171.4	39.8	83.4	-162.2	-66.0	-162.3
4	C	-70.2	165.9	62.3	81.9	-149.0	-79.6	-158.4
5	A	-66.5	-179.6	49.4	83.4	-155.6	-71.8	-150.7
6	U	-61.3	174.7	49.2	80.9	-156.9	-71.8	-166.5
7	G	152.7	-153.2	179.4	87.4	-138.5	-67.8	173.7
8	C	-1.9	127.6	14,3	77.5	-170.3	-86.7	-155.3
9	U	-144.5	126.1	141.6	86.6	-113.2	-105.7	-177.3
10	C	-60.1	-173.2	48.3	88.9	-154.8	-46.9	-160.1
11	C	-124.2	-144.6	65.0	85.0	-157.8	-70.6	-168.2
12	A	-85.7	-116.8	60.1	99.1	7,5	103.0	-83.4
13	G	168.9	154.2	-55.2	90.9	135.2	-84.4	-107.1
14	U	-66.8	173.6	57.4	87.2	-120.4	-114.0	-155.4
15	U	-67.3	-172.4	52.9	80.2	-154.1	-62.6	-152.9
16	A	-77.0	-167.1	56.2	82.1	-154.5	-64.0	-176.5
17	G	20,8	113.0	9,5	79.9	-169.4	-69.0	-169.1
18	G	-145.2	81.9	152.6	92.0	-114.4	-128.1	172.7
19	C	-61.9	176.3	58.0	85.0	-151.5	-18.6	-151.4
20	C	-74.0	-174.9	50.7	80.1	-155.7	-73.9	-154.0
21	A	-71.0	173.3	57.6	80.7	-152.5	-57.9	-165.3
22	C	-80.9	178.2	65.0	82.8	-147.8	-58.5	-164.5
23	G	-51.6	160.9	54.4	80.0	-150.5	-71.5	-171.8
24	G	-53.6	158.4	52.3	78.8	-145.1	-83.8	-173.2
25	A	-72.1	-157.5	69.4	86.1	47.7	153.1	-94.1
26	A	-115.0	-162.8	-178.4	87.3	-165.4	-109.4	-151.7
27	C	-31.2	139.1	62.5	105.3	-152.6	110.9	-145.6
28	C	151.0	-172.3	66.9	82.1	-134.7	-74.6	179.0
29	U	-86.9	104.0	47.6	83.3	-164.3	-132.5	138.2

С помощью программ find_pair и analyze пакета 3DNA ананлогичным способом я получила значения торсионных углов для A-, B- и Z-форм ДНК.
Сравнив разницы по модулю полученных средних значений торсионных углов с вышеуказанными значениями для структуры тРНК, я сделала вывод о том, что тяжи этой структуры наиболее похожи на Z-форму ДНК.
В таблице ниже приведены средние значения торсионных углов для рассматриваемой структуры тРНК, A-, B- и Z-форм ДНК (I, II - номер цепи, a,b,g,d,e,z,c - торсионные углы)

tRNA
	a	b	g	d	e	z	c
I	-38,13571429	20,25862069	49,34482759	84,82758621	-119,0344828	-67,63103448	-123,2
II	-46,70689655	20,99655172	51,18965517	85,20689655	-127,5034483	-57,15517241	-108,7896552




A
	a	b	g	d	e	z	c
I	-51,7	174,8	41,7	79,1	-147,8	-75,1	-157,2
II	-51,7	174,8	41,7	79,1	-147,8	-75,1	-157,2


B
	a	b	g	d	e	z	c
I	-29,9	136,3	31,1	143,3	-140,8	-160,5	-98
II	-29,9	136,3	31,1	143,3	-140,8	-160,5	-98


Z
	a	b	g	d	e	z	c
I	-48,82105263	21,12	-61,465	116,25	-100,2368421	4,721052632	-47,8
II	-48,82105263	21,12	-61,465	116,25	-100,2368421	4,721052632	-47,8

Упр.3.

Рисунок 5. Stems structure

В данной структуре тРНК (PDB ID: 1QRT) было обнаружено 4 стебля:
I) 2 - 7 нуклеотиды (Strand I) / 66 - 71 нуклеотиды (Strand II)
II) 49 - 53 нуклеотиды (Strand I) / 61 - 65 нуклеотиды (Strand II)
III) 37 - 44 нуклеотиды (Strand I) / 26 - 33 нуклеотиды (Strand II)
IV) 10 - 12 нуклеотиды (Strand I) / 23 - 25 нуклеотиды (Strand II)

Неканонические пары оснований:
[..U]U-**--A[..A]
[..U]U-**+-G[..G]
[..A]A-**--U[..U]
[..U]U-**--U[..U]
[..C]C-**--A[..A]
[..A]A-**+-A[..A]
[..A]A-**--A[..A]
[..G]G-**+-C[..C]
[..U]U-**+-U[..U]

В cтруктуре тРНК присутствуют участки, стабилизирующие третичную структуру посредством дополнительных водородных связей в молекуле. В данном случае такое взаимодействие показано в строчках 28-29 на рисунке слева.