Практикум 3

Cравнительный анализ канонической ДНК и стеблей тРНК

Задание 1. Построение модели структур A-, B- и Z-формы ДНК с помощью инструментов пакета 3DNA

С помощью команды fiber были построены следующие структуры ДНК:

  • A-DNA.

  • B-DNA.

  • Z-DNA.


    • Задание 2.

    Для сравнения сгенерированных и экспериментальных данных была выбрана B- форма ДНК. Структуры изображены на рис.1. Сгенерированная структура более ровная, чем структура из PDB.

    Рис.1.Сравнение сгенерированной и экспериментальной B-формы ДНК(слева структура из PDB, справа сгенерированная).

    Для определения направления атомов азотистого основания был выбран тиимн-7(DT`7).

    Большая бороздка: t7.n3, t7.c2, t7.o2, t7.n1
    Малая бороздка: t7.o4, t7.c4, t7.c5, t7.c6, t7.c7


    Рис.2.Красным обозначены атомы тимина7, направленные в сторону большой бороздки, красным - сторону малой бороздки.
    Рис.3.Изображение тимина, раскрашенное по положению атомов относительно бороздок.

    Таблица 1. Характеристики A,B,Z - форм ДНК.

    A-форма B-форма Z-форма
    Тип спирали Правая Правая Левая
    Шаг спирали (Å) 28,0 33,8 42,3
    Число основания на виток 11 10 12
    Ширина большой бороздки (Å) 18,1 (/A/DA`2/P-/B/DT`31/P) 18,8 (/A/DA`10/P-/B/DT`23/P) 15,2 (/A/DG`9/P - /B/DC`32/P)
    Ширина малой бороздки (Å) 8,0 (/A/DT`7/P-/B/DC`20/P) 11,7 (/A/DT`7/P-/B/DA`30/P) 9,9 (/A/DG`15/P-/B/DC`30/P)


    Задание 3. Определение структуры тРНК

    В этом задании была проанализирована структура тРНК 1i9v из PDB.

    Рис.4.Торсионные углы структуры тРНК. Стебель 1.
    Рис.5.Торсионные углы структуры тРНК. Стебель 2.

    Тяжи тРНК 1i9v больше похожи на А-форму ДНК.


    Рис.6.Торсионные углы структуры А-ДНК. Цепь 1.
    Рис.7.Торсионные углы структуры А-ДНК. Цепь 2.

    Водородные связи.

    Рис.8.Нуклеотиды, образующие стебли во вторичной структуре тРНК.

    Акцепторный стебель 1-7 (комплиментарный 66-72)
    Т-стебель 49-52 (комплиментарный 62-65)
    D-стебель 10-13 (комплиментарный 22-25)
    Антикодоновый стебель 40-43 (комплиментарный 27-30).

    Неканонические пары.

    В данной тРНК содержится 7 неканонических пар:
    4G-**--U69
    [5MU]T-**--A58
    38A-**--C32
    44A-**--G26
    14A-**--U8
    15G-**+-C48

    Третичную структуру поддерживает пара 15G-**+-C48

    Стекинг-взаимодействия.

    Структуры с наибольшей площадью перекрывания:
    step i1-i2 i1-j2 j1-i2 j1-j2 sum
    1 GC/GC 3.98( 1.77) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 6.04( 2.90) 10.02( 4.67)
    10 GU/AC 7.09( 4.53) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 3.04( 1.53) 10.13( 6.06)
    12 Gt/AC 8.29( 3.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 3.56( 0.99) 11.85( 3.99)
    Ниже приведены полученные изображения стекинг-взаимодействий.

    Рис.9.Стекинг-взаимодействие step1.

    Рис.10.Стекинг-взаимодействие step10.

    Рис.11.Стекинг-взаимодействие step12.