На главную страницу третьего семестра

1. Работа с программой fiber

С помощью программы fiber пакета 3DNA построила A- и B-форму дуплекса ДНК, последовательность одной из нитей которого - 4 раза повторенная последовательность "gatc". Структуру дуплекса в А-форме сохранила в файле gatc-a.pdb, а структуру дуплекса в В-форме - в файле gatc-b.pdb. Команды:
fiber -a gatc-a.pdb
fiber -b gatc-b.pdb

	A-форма	B-форма	Файл dna105.pdb
Тип спирали (правая или левая)	правая	правая	правая
Шаг спирали (А)	28.028	33.748	29.697
Число оснований на виток	12	11	11
Ширина большой бороздки	9.627 (G21B.P-G5A.P)	20.580 (T23B.P-G5A.P)	19.275(A18B.P-G2A.P)
Ширина малой бороздки	18.493 (G21B.P-C16A.P)	13.199 (T15A.P-T23B.P)	10.486(G12A.P-A18B.P)

По результатам работы можно сделать вывод, что спираль ДНК всегда является правой. Большая бороздка всегда глубже, чем малая, но не всегда шире. Судя по полученным результатам, ширина большой бороздки в А-форме ДНК меньше, чем ширина малой бороздки. В В-форме наоборот.
Формы ДНК можно различить чисто визуально. Если поставить структуру в RASMOL "торцом", то в А-форме будет видна "дырка" в центре спирали, а в В-форме этой "дырки" не видно.
Судя по числу оснований на виток, по относительной ширине большой и малой бороздок, а также по отсутствию "дырки", можно сделать вывод, что в файле dna105.pdb содержится структура В-формы ДНК.

2. Анализ структур с помощью программ find_pair и analyze

find_pair -t gatc-а.pdb stdout | analyze

Аналогично для структур gatc-b и dna105 (естественно, это названия файлов, а не самих структур ДНК). С помощью программ получила следующую информацию:

*Замечание.1. Список параметров, данных ниже, отвечает 5' - 3' направлению цепочки ДНК для цепи I и 3' - 5' для цепи II.
2. Углы измерены в градусах от [-180, +180].

Note: alpha:   O3'(i-1)-P-O5'-C5'
      beta:    P-O5'-C5'-C4'
      gamma:   O5'-C5'-C4'-C3'
      delta:   C5'-C4'-C3'-O3'
      epsilon: C4'-C3'-O3'-P(i+1)
      zeta:    C3'-O3'-P(i+1)-O5'(i+1)

      chi для пиримидинов(Y): O4'-C1'-N1-C2
          chi для пуринов(R): O4'-C1'-N9-C4

DNA	alpha	beta	gamma	delta	epsilon	zeta	chi
А-форма	-51.7	174.8	41.7	79.0, 79.1	-147.7, -147.8	-75.0, -75.1	-157.2
B-форма	-29.9	136.3, 136.4	31.1, 31.2	143.3, 143.4	-140.8	-160.5	-97.0, -98.0
DNA105	от -87.0 до 66.8	от -177.3 дo 176.6	от -165.4 до 154.2	от 83.3 до 172.0	от -174.4 до -95.4	от -159.9 до 175.0	от -144.6 до -79.1

Значения торсионных углов для идельных структур А- и В-формы ДНК практически неизменны для каждой комплементарной пары. Отклонение максимум на 1 градус вряд ли можно считать значительным. В "моей" ДНК (dna105.pdb) диапазон значений торсионных углов очень широк. Например, угол beta принимает значения от -177.3 дo 176.6. Для плоскости каждой пары оснований он свой. Возможно, это связано с тем, что ДНК в организме не бывает в "чистом виде". Для выполнения своей функции она должна быть связана в комплекс (с белком). Это взаимодействие влияет на ее пространственную конфигурацию. Следовательно, значения торсионных углов сильно варьируют. Это можно предсказать чисто визуально - ДНК "кривая". В файле dna105.out, выданном программой analyze, указано, что в нем содержится информация о правозакрученной спирали нуклеиновой кислоты. Показана структура спирали (указаны пары азотистых оснований). Есть информация о водородных связях. Указаны атомы, между которыми происходит данное взаимодействие, и длина водородной связи между ними. *Замечание. В таблице указаны значения торсионных углов для I цепи "моей" ДНК. Значения торсионных углов II цепи сопоставимы со значениями первой, что объясняется самой структурой двойной спирали ДНК. На рисунке видно "искривление" спирали ДНК.

3. Анализ структур с помощью программы pdb2img

С помощью программы pdb2img получены изображения исследуемых структур в виде стопочных моделей. Предоставлен как вид сверху, так и вид сбоку.

gatc-a
gatc-b
dna105