ДНК-белковые контакты. Структура тРНК.

Главная Семестры Проекты Заметки О себе Полезные ссылки




Задание 1. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре.

Упр.1
  • Множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы - set1.
  • Множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты - set2.
  • Множество атомов азота в азотистых основаниях - set3.

    • Полученный скрипт: script.txt

    Скрипт последовательно выводит на экран ДНК в проволочной модели, выделяет множества set1, set2, set3.


    Структура ДНК в проволочной модели.
    Красным цветом выделено множество set1.

    Голубым выделено множество set2.
    Желтым выделено множество set3.


    Упр.2 Описание ДНК-белковых контактов в заданной структуре. Сравнение количеств контактов разной природы.

     Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными - атомы углерода, фосфора и серы. Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5A. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5A.
    Полученный скрипт: script1.txt

    Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
    остатками 2'-дезоксирибозы 7 53 60
    остатками фосфорной кислоты 20 37 57
    остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 3 16 19
    остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 4 9 13


    Упр.3,4.

    Используем следующие команды для получения изображений:

    remediator --old "1MDM.pdb" > "1MDM_old.pdb"
    nucplot 1MDM_old.pdb


    Рис.1. Схема ДНК-белковых контактов-1.
    Рис.2. Схема ДНК-белковых контактов-2.



    Рис.3. Схема ДНК-белковых контактов-2.    		 Аминокислотных остатков с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК несколько: остатки Gly85, Gly30, Asn21, Arg391 и Gly84. Все они образуют по 2 контакта. Аминокислотный остаток, наиболее важный для распознавания последовательности ДНК - Arg, т.к. Arg56, Arg391 и Arg394 взаимодействую именно с азотистыми основаниями.


    Приведем пример контактов белка с ДНК:


    Рис.4. Изображение контакта Gly85 c ДНК.

    Рис.5. Изображение контакта Arg391 с ДНК.



    Задание 2. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

    Упр.1.

    Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях. Найдём возможные комплементарные участки в последовательности исследуемой тРНК - структуры 1I9V.pdb (последовательность тРНК можно найти в файле 1I9V.fasta) с помощью следующей команды:

    einverted 1I9V.fasta

    Необходимы параметры:
    Gap penalty: 12
    Minimum score threshold: 1
    Match score: 3
    Mismatch score: -3

    Полученный файл: 1.inv

    Упр.2. Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера.

    Программа mfold из пакета EMBOSS реализует алгоритм Зукера. Не изменяя параметры (P=5) получим наиболее близкую к предполагаемой структуру. (Рис.6)


    Рис.6. Структура тРНК, полученная с помощью алгоритма Зукера.

    Участок структуры Позиции в структуре
    (по результатам find_pair)    		 Результаты предсказания
    с помощью einverted    		 Результаты предсказания
    по алгоритму Зукера
    Акцепторный стебель (5') 1-7 (3')
    (5') 66-72 (3')
    Всего 7 пар    		 предсказано 0 пар предсказано 6 пар из 7 (кроме 7-66)
    D-стебель (5') 10-13 (3')
    (5') 22-25 (3')
    всего 4 пары    		 предсказано 0 пар все 4 пары предсказаны
    T-стебель (5') 49-52 (3')
    (5') 62-65 (3')
    всего 4 пары    		 предсказано 5 пар (+ пара 53-61) предсказаны все 4 пары + пара 53-61
    Антикодоновый стебель (5') 40-43 (3')
    (5') 27-30 (3')
    всего 4 пары    		 предсказано 4 пары + 26-31 и комплементарная ей цепь 48-43 все 4 пары предсказаны + пара 39-31
    Общее число канонических пар нуклеотидов 20 15 20