Задание 1.
Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

С помощью программы einverted из пакета EMBOSS были найдены инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях и возможные комплементарные участки в исследуемой тРНК. Результаты выдачи программ сравнивались с результатом выдачи find_pair из пакета 3DNA. Параметры для einverted: Gap penalty: 4, Minimum score threshold : 8, Match score : 3, Mismatch score : -4.(рисунок 1). Так же ниже доступны ифайлы с результатами выдачи.


Рисунок 1

рисунок 1

Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера

C помощью программы RNAfold была предсказана вторичная структура тРНК.(рисунок 2). Результаты предсказаний представлены в таблице ниже.

Рисунок 2

рисунок 2

Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель 5'-501-507-3'
5'-566-572-3'
Всего 7 пар
предсказано 2 пары из 7 реальных 7
D-стебель 5'-510-513-3'
5'-522-525-3'
Всего 4 пары
предсказано 0 пары из 4 реальных 5
T-стебель 5'-549-553-3'
5'-565-561-3'
Всего 5 пары
предсказано 3 пары из 5 реальных 5
Антикодоновый стебель 5'-538-544-3'
5'-526-532-3'
Всего 7 пар
предсказано 0 пары из 7 реальных 5
Общее число канонических пар нуклеотидов 23 6 пар верно 22


Задание 2
Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Использовался белок 1a02 и программа Jmol. С помощью команды define были определены следующие множества атомов:
множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1)
множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2)
множество атомов азота в азотистых основаниях (set3)

Скрипт 1


Последовательное изображение всей структуры, только ДНК в проволочной модели, той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3.

Скрипт 2


Подсчет контактов

Скрипт 3

Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
остатками 2'-дезоксирибозы 3 7 10
остатками фосфорной кислоты 12 7 19
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 3 15 18
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 1 1


Упражнение 3.
Схема ДНК-белковых контактов. Программа nucplot.

Картинка в pdf



Упражнение 4.

На полученной схеме был выбран аминокислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК и так же был выбран аминокислотный остаток,на иболее важный для распознавания последовательности ДНК.
Наибольшее число контактов имеет аспарагин Asn147 цепи F, который взаимодействует с цитозином 4016, аденином 5005 и тимином 5006. Визуализацию можно посмотреть на рисунке 3.

Рисунок 3

рисунок 3

Некоторые аминокислотные остатки, к примеру, Arg430, Arg282, Arg271, Lys148, Lys153 и некоторые другие, связаны с остовом, а не с азотистым основанием, вполне могут играть важную роль для распознования последовательности ДНК. Такое взаимодействие (на примере Arg430) можно посмотреть на рисунке 4 ниже.

Рисунок 4

рисунок 4