На данной странице представлен практикум по созданию файлов с пространственной структурой A, B, Z форм ДНК, измерению параметров спирали ДНК и анализу пространственной структуры РНК.
1) Создание файлов с пространственной структурой ДНК
Для создания файлов с пространнственной структурой ДНК была выполнена команда fiber с различными аргументами:
fiber -b -seq=GATC -rep=4 gatc-b.pdb
fiber -z -seq=GATC -rep=4 gatc-c.pdb
Сгенерированные структуры имеют одинаковый нуклеотидный состав(повторяющиеся GATC участки), но разную конфигурацию. Файлы можно скачать по соответсвующим ссылкам: A-форма, В-форма, Z-форма.
2) Измерение параметров ДНК спирали и ориентация атомов основания по бороздкам
В эксперментально полученной структуре ДНК В-формы с кодом PDB 1bna был выбран один из цитозинов, его атомы были раскрашены(рис.1) в зависимости от того, в сторону какой бороздки они смотрят.
В сторону большой бороздки обращены атомы с9.C4, с9.N4, с9.C5, с9.C6 - покрашены в красный
В сторону малой бороздки обращены атомы с9.N1, с9.C2, с9.O2, с9.N3 - покрашены в синий
Далее для структур ДНК всех трех форм(3v9d, 1bna, 1tne соответственно A-, B- и Z-формы) были определены: тип спирали; шаг спирали (Å); число оснований на виток; ширина большой и малой бороздки. Для количественных характеристик было проведено несколько измерений(там, где это было возможно) и взято среднее значение(табл.1).
| А-форма | В-форма | Z-форма | |
|---|---|---|---|
| Тип спирали | правая | правая | левая |
| Шаг спирали (Å) | 30.2 | 36.7 | 43.5 |
| Число оснований на виток | 11 | 10 | 12 |
| Ширина большой бороздки | 16.6 | 20.0 | 23.51 |
| Ширина малой бороздки | 13.6 | 12.1 | 19.5 |
3) Анализ пространственной структуры тРНК
Для анализа пространственной структуры тРНК, полученной в комплексе с аргинил-тРНК-синтетазой, был выгружен соответсвующий PDB файл и выполнена следующая команда:
С результатом работы программы можно ознакомиться по ссылке.
В структуре тРНК было найдено 4 участка-стебля, удерживаемых водородными связями:
| I strand | II strand | |
|---|---|---|
| 1 stem | 901-907 | 972-966 |
| 2 stem | 949-953 | 965-961 |
| 3 stem | 939-944 | 926-931 |
| 4 stem | 910-914 | 922-925 |
В структуре тРНК было найдено 9 не Уотсон-Криковских вариантов взаимодействий:
5 U-*---G [2] O2 - N1 2.72 N3 - O6 2.76
13 t-**--a [2] N3 - N7 2.81 O2 - N6 3.06
14 P-**+-G [2] O4 * N1 2.89 O2'* O6 3.47
19 A-**--P [2] N6 * O2 3.34 N1 * N3 2.91
20 A-**--g [1] N1 * O6 3.43
24 C-**--C [1] O2 - N4 2.85
25 A-**--U [3] OP2* O4 2.93 N7 - N3 2.93 N6 - O2 2.81
26 A-**+-U [2] N6 - O2 2.94 N1 - N3 2.99
Также были обнаружены 4 одиночных стабилизирующих водородной связи:
| I strand | II strand | |
|---|---|---|
| 1 stem | 954 | 958 |
| 2 stem | 955 | 917 |
| 3 stem | 915 | 948 |
| 4 stem | 918 | 956 |