Исследование структуры тРНК

                                          
SEQRES   1 C   76    G   C   C   G   A   G   G   U   A   G   C   U   C          
SEQRES   2 C   76    A   G   U   U   G   G   U   A   G   A   G   C   A          
SEQRES   3 C   76    U   G   C   G   A   C   U   G   A   A   A   A   U          
SEQRES   4 C   76    C   G   C   A   G   U   G   U   C   C   G   C   G          
SEQRES   5 C   76    G   U   U   C   G   A   U   U   C   C   G   C   G          
SEQRES   6 C   76    C   C   U   C   G   G   C   A   C   C   A            

Команда find_pair, анализ

1eiy.pdb
1eiy.out
    2         # duplex
   29         # number of base-pairs
    1    1    # explicit bp numbering/hetero atoms
 1131 1202  0 #    1 | C:...1_:[..G]G-----C[..C]:..72_:C  1.51  1.10 15.65  8.99  2.20
 1132 1201  0 #    2 | C:...2_:[..C]C-----G[..G]:..71_:C  1.67  0.84  5.28  8.54  1.84
 1133 1200  0 #    3 | C:...3_:[..C]C-----G[..G]:..70_:C  1.25  0.19 17.08  8.67  0.13
 1134 1199  0 #    4 | C:...4_:[..G]G-----C[..C]:..69_:C  1.08  1.03 11.64  8.96  1.65
 1135 1198  0 #    5 | C:...5_:[..A]A-----U[..U]:..68_:C  0.61  0.14 22.19  9.05 -0.62
 1136 1197  0 #    6 | C:...6_:[..G]G-----C[..C]:..67_:C  0.49  0.33 14.30  8.81 -0.35
 1137 1196  0 #    7 | C:...7_:[..G]G-----C[..C]:..66_:C  0.66  0.31  9.22  8.54 -0.21
 1179 1195  0 #    8 | C:..49_:[..C]C-----G[..G]:..65_:C  0.86  0.49 16.47  8.59  0.34
 1180 1194  0 #    9 | C:..50_:[..G]G-----C[..C]:..64_:C  0.93  0.70  9.00  9.67  0.83
 1181 1193  0 #   10 | C:..51_:[..C]C-----G[..G]:..63_:C  0.35  0.29 20.36  9.28 -0.57
 1182 1192  0 #   11 | C:..52_:[..G]G-----C[..C]:..62_:C  0.58  0.07  6.89  9.32 -0.78
 1183 1191  9 #   12 x C:..53_:[..G]G-----C[..C]:..61_:C  1.56  1.29 17.63  8.83  2.63
 1169 1161  0 #   13 | C:..39_:[..U]U-----A[..A]:..31_:C  1.26  0.63 17.02  9.66  1.02
 1170 1160  0 #   14 | C:..40_:[..C]C-----G[..G]:..30_:C  1.53  1.48 27.29  9.11  3.00
 1171 1159  0 #   15 | C:..41_:[..G]G-----C[..C]:..29_:C  0.31  0.30  5.85  9.04 -0.58
 1172 1158  0 #   16 | C:..42_:[..C]C-----G[..G]:..28_:C  1.22  0.27  9.50  8.70  0.26
 1173 1157  0 #   17 | C:..43_:[..A]A-----U[..U]:..27_:C  0.55  0.36  9.38  9.04 -0.24
 1174 1156  0 #   18 | C:..44_:[..G]G-*---A[..A]:..26_:C  2.18  1.82 29.37 10.62  5.83
 1140 1155  0 #   19 | C:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:C  1.14  0.27 16.79  8.93  0.18
 1141 1154  0 #   20 | C:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:C  0.80  0.79 15.44  9.14  0.88
 1142 1153  0 #   21 | C:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:C  0.46  0.22 10.50  9.00 -0.61
 1143 1152  0 #   22 | C:..13_:[..C]C-----G[..G]:..22_:C  1.72  0.74  6.42  9.01  1.69
 1144 1138  0 #   23 | C:..14_:[..A]A-**--U[..U]:...8_:C  4.22  0.01 10.89  7.64  4.24
 1145 1178  0 #   24 | C:..15_:[..G]G-**+-C[..C]:..48_:C  1.98  0.59 13.05  9.40  3.15
 1146 1189  9 #   25 x C:..16_:[..U]U-**+-U[..U]:..59_:C  0.74  0.67 17.24  8.48  2.08
 1148 1185  0 #   26 | C:..18_:[..G]G-**+-U[..U]:..55_:C  6.45  0.31 10.81  8.35  7.08
 1149 1186  9 #   27 x C:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:C  1.95  1.24  3.72  8.76  2.94
 1203 1204  1 #   28 + C:..73_:[..A]A-**+-C[..C]:..74_:C  6.62  1.97 17.10  5.21 10.56
 1175 1139  1 #   29 + C:..45_:[..U]U-*---A[..A]:...9_:C  6.37  0.74 22.08  7.35  7.84
##### Base-pair criteria used:   4.00 15.00  2.50 65.00  4.50  7.50 
##### 7 non-Watson-Crick base-pairs, and 5 helices (2 isolated bps)
##### Helix #1 (12): 1 - 12  ***broken O3'[i] to P[i+1] linkage***
##### Helix #2 (13): 13 - 25  ***broken O3'[i] to P[i+1] linkage***
##### Helix #3 (2): 26 - 27  ***parallel***
##### Helix #4 (1): 28
##### Helix #5 (1): 29

Исходя из выданных результатов видно, что в структуре имеется четыре спиральных участка разной длины:

Спираль	Длина(пар нуклеотидов)
Первая	7
Вторая	5
Третья	6
Четвёртая	4

Обозначим участки в последовательности тРНК, входящие в спиральные участки:
G C C G A G G U A G C U C A G U U G G U A G A G C A U G C G A C U G A A A A U C G C A G U G U C C G C G G U U C G A U U

Команды для получения изображения в Rasmol: background white restrict RNA wireframe off backbone 250 define helix1 1-7:C,66-72:C select helix1 color red define helix2 49-53:C,61-65:C select helix2 color green define helix3 39-44:C,26-31:C select helix3 color grey define helix4 10-13:C,22-25:C select helix4 color blue select phosphorus and G1 label G1 color black select phosphorus and A76 label A76 color black

Анализ структуры с помощью Rasmoll.

1. С помощью Rasmoll были найдены внеспиральные стекинг-взаимодействия:
   
   Вне спиралей между плоскостями оснований возникат взаимодействия(стекинг), которые приводят к образованию одноцепочечной спирали.
2. Cвязи между основаниями, не сводящиеся к Уотсон-Криковскому взаимодействию комплементарных оснований:
   44 G — A 26
   14 A — U 8
   15 G — C 48
   16 A — U 59
   18 G — U 55
   73 A — C 74
   45 U — A 8
3. Спирали в данной тРНК являются двухцепочечными. На виток приходится 11 пар оснований. Кроме того если смотреть с торца, в спирали есть отверстие. Следовательно спираль тРНК близка по структуре к А-форме ДНК.

Программа einverted.

Вводимая нуклеотидная последовательность:trna.fasta
Штраф за гэп [12]: 12
Минимальный значение порога [50]:10 (при выборе 15, 20 или 50 программа выравнивание не находит)
Значение основания (канонической пары) [3]:3
Значение неканонической пары("несоответствие") [-4]:enter  
Выходной файл : outfile.inv

SEQUENCE: Score 21: 7/7 (100%) matches, 0 gaps
       1 gccgagg 7       
         |||||||
      72 cggctcc 66 

Полученное выравнивание соотносится по составу с первой спиралью, указанной программой find_pair. Einverted, по-видимому, не учитывает неканонические взаимодействия, поэтому эта программа не показала другие спирали, в которых присутствуют такие взаимодействия.

Программа mfold.
mfold SEQ=trna1.fasta

На данной картинке представлена структура тРНК, полученная программой mfold. Эта структура очень сходна с той, которая получена с помощью find_pair(те же самые спирали). Отличие состоит в том, что mfold не учитывает неканонические взаимодействия между основаниями, поэтому структура построена без учета них. Эта структура получена под номером 1.