Задание 1

С помощью программы fiber [пакета 3DNA] мне удалось построить A-, B-, Z-формы ДНК дуплекса заданной последовательности (5 раз повторённого фрагмента "GATC"). Ниже приведена команда для построения A-формы:
fiber -seq=GATCGATCGATCGATCGATC -a gatc-a.pdb

PDB файлы можно найти здесь: A-форма, B-форма, Z-форма.

Задание 2

Здесь я буду опираться на B-форму ДНК, сгенерированную в предыдущем задании, и сравнивать её со структурой, полученной эксперементальными данными, взятой с сайта PDB (PDB ID: 1BNA).

Всё нижеперечисленное было проделано со сгенерированной структурой.
Моё основание - цитозин (в моём случае - находящийся в 21 положении) (рис. 1). Красным цветом выделены атомы, смотрящие в сторону большой бороздки, а синим - в сторону малой. Рис. 2 и рис. 3 демонстрируют положение основания относительно бороздок.

1
Рис. 1. Цитозин. Красным цветом выделены атомы, смотрящие в сторону большой бороздки, а синим - в сторону малой.
1
Рис. 2. Положение цитозина (c21) относительно бороздок.
1
Рис. 3. Положение цитозина (c21) относительно бороздок.

Таким образом, в сторону малой бороздки обращены атомы: c21.n1, (c21.c2), c21.o2, c21.n3
В сторону большой: (c21.c4), c21.n4, c21.c5, c21.c6

Ниже приведена таблица с основными характеристиками форм ДНК:

Форма ДНК A B Z*
Тип спирали Правая Правая Левая
Шаг спирали (A) 28,0 33,8 43,5
Число оснований на виток 11 10 12
Ширина большой бороздки (A) 17,0 (/A/DT`7/P-/B/DG`37/P) 17,2 (/A/DC`8/P-/B/DA`30/P) 18,3 (/A/DC`8/P-/B/DC`30/P)
Ширина малой бороздки (А) 8,0 (/A/DC`4/P-/B/DT`31/P) 11,7 (/A/DG`17/P-/B/DC`28/P) 7,2 (/A/DG`9/P-/B/DG`35/P)

Задание 3

Здесь нам необходимо было научиться определять параметры структур нуклеиновых кислот с помощью программ пакета 3DNA. Для начала я перевела файл со своей тРНК в старый формат:

! remediator --old '1FFY.pdb' > '1FFY_old.pdb'

Далее, для определения спаренных оснований и характеристик спирали была использована следующая команда:

find_pair -t 1FFY_old.pdb stdout | analyze

Из получившихся файлов далее используем 1FFY_old.out. Ниже приведен вывод программы по водородным связям (здесь же можно найти координаты стеблей).

1
Рис. 4. Таблица спаренных оснований для 1FFY.

Стебли

Первый стебель образован нуклеотидами 1-7 и 72-66
Второй - 49-53 и 65-61
Третий - 38-44 и 32-26
Четвертый - 10-13 и 25-22

Все пары канонические пары нуклеотидов из таблицы спаренных оснований (рис. 4), не входящие в стебли, можно считать дополнительными стабилизирующими структурами. Таких взаимодействий 4: 19G...56C, 15G...48U, 14A...8U, 54U...58A.

Неканонические пары

5U...68G
49G...65U
36U...33U
38A...32C
55U...18G
16G...17U
44A...26G