Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Воспользуемся следюющими алгоритмами для моделирования вторичной структуры РНК:

find_pair и analyze пакета 3DNA (см. предыдущий практикум)
einverted из пакета EMBOSS (ищет инвертированные участки; на вход принимает последовательность, выдает файлы ХХХХ.fasta и ХХХХ.inv, содержащие информацию о найденных комплементарных участках и Н-связях на них
RNAfold из пакета Viena Rna Package (реализует алгоритм Зукера; принимает последовательность и рассчитывает вторичную структуру РНК с минимальной свободной энергией

В таблице представлено сравнение работы различных алгоритмов:

Участок тРНК	find_pair	einverted	алгритм Зукера
акцептрнвй стебель	5'-501-507-3' 3'-572-566-5' всег 6 пар	предсказано 4 пары из 6 реальных	стебель полностью предсказан
D-стебель	5'-511-512-3' 3'-525-524-5' всего 2 пары	предсказаны все 2 пары	стебель содержит 2 правильно предсказанные пары и внутреннюю петлю
Т-стебель	5'-542-547-3' 3'-576-571-5' всего 5 пар	предсказаны 3 из 5 пар, конец не совпадает	весь стебель предсказан правильно
антикодоновый стебель	5'-550-553-3' 3'-564-561-3' 3 пары, больше не удалось идентивицировать	предсказаны правильно 6 пар относительно алгоритма Зукера	первые 3 предсказаны правильно, далее идет внутреннняя петля и еще 5 пар

Ниже представлена картинка, полученная при работе с RNAfold. Результат получился со второго раза, до этого программа выдала изображение тРНК без D- и T-стеблей. Полностью предсказаны 3 стебля (есть несоответствие в антикодоновом стебле в виде внутренней петли и 5 комплементарных пар).Программа не указывает дополнительные водородные пар, которые стабилируют третичную структуру молекулы.

Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре (1hdd)

Что показывает скрипт-файл:

Изображение всей структуры
Изображение всей структуры с ДНК в проволочной модели
Та же модель с выделенным множеством атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (крупные желтые шарики)
Та же модель с выделенным множеством атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты(крупные зеленые шарики)
Та же модель с выделенным множеством атомов азота в азотистых основаниях(крупные синие шарики)

Контакты разного типа в комплексе 1hdd

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	7	11	18
остатками фосфорной кислоты	14	14	28
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	5	5	10
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	5	5

Видно, что белок контактирует с остовом ДНК чаще, чем с остатками азотистых оснований. Скорее всего, это объясняется пространственным расположением соответсвующих участков в спирали. Также можно заметить, что неполярных контактов больше, чем полярных.

C помощью программы nucplot были получены картинки, изображающие популярную схему ДНК-белковых контактов

Можно заметить, что аминокислотный остаток ARG3 образует наибольшее число указанных на схеме контактов с ДНК

Наиболее важным для распознавания последовательности ДНК является тот аминокислотный остаток, который взаимодействует не о остовом ДНК, а с азотистым основанием. Именно такие аминокислотные остатки обеспечивают избирательное связывание белка с опреденной последовательностью ДНК. В моем белке таких остатков довольно много, поэтому я выберу один - ILE47.

На первом рисунке можно увидеть ARG3 (зеленый цвет), связанный с двумя нуклеотидами A33 (желтый цвет) и C34 (лазурный цвет)

На втором рисунке можно увидеть ILE47 (зеленый цвет), связанный с T14 (желтый цвет)

К описанию семестра