A- и В- формы ДНК. Структура РНК

Практикум 2

Задание 1.

Ссылки на модели структур A-, B- и Z-форм ДНК, построенные с помощью инструментов пакета 3DNA:

Задание 2. Сравнение структур 3-х форм ДНК с помощью средств JMol

    На рисунке ниже представлено азотистое основание цитозин.

Ссылка на лист с исходным изображением.
    Красным отмечены атомы, обращенные к большой бороздке, а синим - к малой (для В-формы ДНК).
    В сторону большой бороздки явно обращены атомы C6, C5, C4, N4
    В сторону малой бороздки - атомы C2, O2

Сравнение основных спиральных параметров разных форм ДНК

	A-форма	B-форма	Z-форма
Тип спирали	правая	правая	левая
Шаг спирали (A)	28.03	33.75	43.50
Число оснований на виток	11	10	12
Ширина большой бороздки	16.97 (31-13)	17.91 (8-29)	18.32 (6-34)
Ширина малой бороздки	7.98 (8-27)	11.69 (34-11)	9.87 (38-7)

Задание 3. Определение параметров структур нуклеиновых кислот с помощью программ пакета 3DNA Заданная тРНК - 1ffy (Isoleucyn-tRNA Synthetase), ДНК- белковый комплекс -1r4o (Crystallographic Analysis of the Interaction of the Glucocorticoid Receptor With DNA)

Упражнение 1

С помощью 3DNA были вычислены торсионные углы структур тРНК (1ffy) и ДНК (1r4o). Полученные данные, а также требуемые в упражнении вычисления - в этой таблице.
По торсионным углам данная тРНК больше похожа на A-форму ДНК (см таблицу).

Самые значимые отклонения от средних значений торсионных углов тРНК имели следующие нуклеотиды:

Strand1 -6U, 9U, 24C, 8G (по одному углу), 12G, 28G, 29G (по двум углам).
Strand2 - 3C, 4G, 14G, 20A,26G (по одному углу), 5G, 29U (по трем углам).

Самые значимые отклонения от средних значений торсионных углов ДНК имели следующие нуклеотиды:

Strand1 - 9C, 10G, 16С (по одному углу), 5A, 6C, 7A (по трем углам).
Strand2 - 8A, 9G, 12A, 13C, 17A (по одному углу), 11T (по двум углам), 10C (по трем углам).

Упражнение 2. Определение структуры водородных связей

В данной структуре тРНК (соответствующий файл доступен по ссылке, под заголовком "RMSD of the bases (----- for WC bp, + for isolated bp, x for helix change)") были найдены нуклеотиды, кодирующие четыре стеблевых участка:

Акцепторный стебель

1    (0.003) T:...1_:[..G]G-----C[..C]:..72_:T (0.003)     |
2    (0.008) T:...2_:[..G]G-----C[..C]:..71_:T (0.005)     |
3    (0.007) T:...3_:[..G]G-----C[..C]:..70_:T (0.004)     |
4    (0.009) T:...4_:[..C]C-----G[..G]:..69_:T (0.007)     |
5    (0.007) T:...5_:[..U]U-*---G[..G]:..68_:T (0.009)     |
6    (0.006) T:...6_:[..U]U-----A[..A]:..67_:T (0.004)     |
7    (0.008) T:...7_:[..G]Gx----C[..C]:..66_:T (0.002)     |

D-стебель

23   (0.005) T:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:T (0.005)     |
24   (0.005) T:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:T (0.010)     |
25   (0.004) T:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:T (0.008)     |
26   (0.006) T:..13_:[..C]C----xG[..G]:..22_:T (0.004)     |

Антикодоновый стебель

17   (0.012) T:..39_:[..G]G-----C[..C]:..31_:T (0.007)     |
18   (0.004) T:..40_:[..G]G-----C[..C]:..30_:T (0.004)     |
19   (0.004) T:..41_:[..G]G-----C[..C]:..29_:T (0.009)     |
20   (0.007) T:..42_:[..U]U-----A[..A]:..28_:T (0.008)     |
21   (0.007) T:..43_:[..G]G-----C[..C]:..27_:T (0.005)     |

T-стебель

8    (0.006) T:..49_:[..G]G-*---U[..U]:..65_:T (0.005)     |
9    (0.005) T:..50_:[..G]G-----C[..C]:..64_:T (0.002)     |
10   (0.003) T:..51_:[..U]U-----A[..A]:..63_:T (0.001)     |
11   (0.004) T:..52_:[..G]G-----C[..C]:..62_:T (0.004)     |
12   (0.007) T:..53_:[..G]G----xC[..C]:..61_:T (0.002)     |

Дополнительные водородные связи в тРНК, стабилизирующие ее третичную структуру:

13   (0.005) T:..54_:[..U]U-**-xA[..A]:..58_:T (0.007)     |
14   (0.008) T:..55_:[..U]Ux**+xG[..G]:..18_:T (0.011)     x
15   (0.011) T:..36_:[..U]Ux**+-U[..U]:..33_:T (0.005)     |
16   (0.013) T:..38_:[..A]A-*---C[..C]:..32_:T (0.003)     |
22   (0.009) T:..44_:[..A]Ax*---G[..G]:..26_:T (0.011)     |
27   (0.003) T:..14_:[..A]A-**-xU[..U]:...8_:T (0.007)     |
28   (0.006) T:..15_:[..G]G-**+xC[..C]:..48_:T (0.008)     x
29   (0.005) T:..16_:[..G]Gx**-xU[..U]:..17_:T (0.003)     +
30   (0.008) T:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:T (0.004)     +

Неканонические пары оснований в стеблях: 5U-68G и 49G-65C

Упражнение 3. Возможные стекинг-взаимодействия

Пары оснований с максимальными значением перекрывания (3) и с минимальным (1) (некоторые пару у данной тРНК не перекрывались вовсе):

    step      i1-i2        i1-j2        j1-i2        j1-j2        sum
 3  GC/GC  7.17( 4.52)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  4.78( 1.92) 11.95( 6.45)

 1  GG/CC  1.39( 0.19)  0.00( 0.00)  0.60( 0.00)  0.00( 0.00)  1.98( 0.19)

Максимальное	Минимальное

Ссылки на соответствующие изображения: максимальное и минимальное.