Пакет программ 3DNA

Задание 1

В этом задании с помощью программы fiber из пакета 3DNA были построены 3 модели структур A-, B- и Z-формы ДНК. (Скачать можно, кликнув по букве)

В таблице ниже приведены некоторые данные, полученные для этих структур:

A-ДНК В-ДНК Z-ДНК
Тип спирали (правая или левая) Правая Правая Левая
Шаг спирали (Å) 28 36 45
Число оснований на виток 11 10 12
Ширина большой бороздки 7.98 24:B.P-11:A.P 17,21 5:A.P-33:B.P 18,30 12:A.P-26:B.P
Ширина малой бороздки 16,81 10:A.P-33:B.P 11,69 13:A.P-32:B.P 9,87 11:A.P-34:B.P

Задание 2

В этом задании рассматривался заданный нуклеотид в одной из структур. У тимина в A-форме ДНК в сторону большой бороздки обращены атомы, обозначенные на PDB-структуре как C4, O4, C5, C6, C7 (покрашены красным). В стороу малой, соответсвенно, N1, C2, O2 (покрашены синим).

Задание 3.1

В данном упражнении анализировалась структура тРНК с PDB ID "5AXM". C помощью программ программ find_pair и analyze были получены данные о ее торсионных углах (левая таблица). Далее с помощью программы Exсel были посчитаны средние значения торсионных углов, которы затем сравнивались с соответствующими значениями А-формы ДНК (PDB ID: 3V9D), B-формы (PDB ID: 1BNA) и Z-формы (PDB ID: 1TNE). Данные для I цепи приведены в таблице справа. В результате, что по значениям торсионных углов данная тРНК больше всего напоминает A-форму ДНК.

base alpha beta gamma delta epsilon zeta chi
1 G --- --- 51.6 84.3 -146.7 -90.5 -173.3
2 G -44.9 163.9 63.5 78.7 -151.7 -83.1 -168.2
3 G -53.2 161.6 59.8 80.3 -142.5 -80.3 -170.7
4 A -54.9 161.6 54.4 81.2 -145.5 -75.8 -163.4
5 U -55.8 166.0 53.8 80.4 -143.7 -78.5 -161.4
6 U -48.9 167.8 62.0 142.5 -97.7 -53.5 -121.4
7 C 45.2 172.4 50.3 83.3 -148.6 -72.8 -173.2
8 U -60.2 -179.6 52.0 80.1 -146.0 -76.8 -168.6
9 G -58.3 170.4 49.5 78.3 -147.9 -76.0 -166.6
10 U -52.0 165.0 53.2 79.8 -163.6 -80.6 -158.1
11 G 143.2 -151.1 -175.6 83.4 -128.9 -78.4 176.5
12 U -52.0 171.6 42.0 81.6 -133.2 -68.0 -159.7
13 U -57.5 168.1 45.8 79.1 -132.0 -64.6 -155.9
14 A 130.1 -169.4 -164.3 87.1 -145.6 -5.9 -160.9
15 A -69.6 163.0 68.8 80.4 -161.0 -68.1 -169.9
16 U -158.7 -149.9 114.8 83.2 -177.6 -72.5 -172.9
17 C -140.2 -147.6 101.4 81.8 -148.6 -70.1 -160.9
18 U -63.1 174.9 52.5 80.0 -139.5 -84.4 -165.1
19 G -63.0 151.4 62.8 78.9 -145.4 -75.9 -170.3
20 G -52.5 167.1 50.3 80.4 -143.5 -95.4 -166.5
21 A -36.8 151.4 43.9 79.9 -131.5 -77.2 -162.7
22 G 179.5 166.4 57.1 87.4 -147.2 -65.0 179.9
23 C -73.5 -174.3 50.4 81.0 -147.7 -77.2 -161.6
24 U -58.9 171.8 50.4 79.4 -154.6 -59.8 -165.6
25 C 156.8 -167.0 -177.2 81.5 -171.3 -74.4 -169.4
26 A 153.9 -179.9 -169.9 81.2 -139.3 -75.9 175.6
27 G 167.5 -137.4 151.6 82.4 -117.0 127.7 179.4
28 G 32.3 158.0 -50.2 144.0 21.0 -87.2 -91.4
  α β γ δ ε ζ χ
тРНК -21,00 68 37,4 88,4 -136,3 -69,8 -125,5
A-форма ДНК -36,84 66,57 33,96 83,56 -131,98 -72,1 -164,53
Разница с тРНК 15,84 1,43 3,44 4,84 4,32 2,30 39,03
Среднее значение разницы 10,17
В-форма ДНК -64,04 71,18 65,52 125,45 -2,12 -79,19 -115,98
Разница с тРНК 43,04 3,18 28,12 37,05 134,18 9,39 9,52
Среднее значение разницы 37,78
Z-форма ДНК 46,52 -95,62 -0,98 121,13 -118,36 42,24 -49,45
Разница с тРНК 67,52 163,62 38,38 32,73 17,94 112,04 76,05
Среднее значение разницы 72,61

Задание 3.2

В этом задании исследовалась структура водородных связей в той же молекуле РНК.

Strand I                          Strand II Helix
1 (0.067) ....>P:...2_:[GTP]g-----C[..C]:..71_:P<.... (0.003) |
2 (0.004) ....>P:...3_:[..G]G-----C[..C]:..70_:P<.... (0.004) |
3 (0.001) ....>P:...4_:[..G]G-----C[..C]:..69_:P<.... (0.002) |
4 (0.003) ....>P:...5_:[..A]A-----U[..U]:..68_:P<.... (0.002) |
5 (0.001) ....>P:...6_:[..U]U-----A[..A]:..67_:P<.... (0.003) |
6 (0.003) ....>P:...7_:[..U]U-----A[..A]:..66_:P<.... (0.002) |
7 (0.006) ....>P:..49_:[..C]C-----G[..G]:..65_:P<.... (0.003) |
8 (0.002) ....>P:..50_:[..U]U-----A[..A]:..64_:P<.... (0.003) |
9 (0.002) ....>P:..51_:[..G]G-----C[..C]:..63_:P<.... (0.003) |
10 (0.003) ....>P:..52_:[..U]U-----A[..A]:..62_:P<.... (0.005) |
11 (0.004) ....>P:..53_:[..G]G-----C[..C]:..61_:P<.... (0.004) |
12 (0.003) ....>P:..54_:[..U]U-**--A[..A]:..58_:P<.... (0.002) |
13 (0.004) ....>P:..55_:[..U]U-**+-G[..G]:..18_:P<.... (0.003) x
14 (0.008) ....>P:..35_:[..A]A-**--U[..U]:..33_:P<.... (0.005) |
15 (0.004) ....>P:..38_:[..A]A-**--C[..C]:..32_:P<.... (0.014) |
16 (0.006) ....>P:..39_:[..U]U-----A[..A]:..31_:P<.... (0.006) |
17 (0.004) ....>P:..40_:[..C]C-----G[..G]:..30_:P<.... (0.004) |
18 (0.003) ....>P:..41_:[..U]U-----A[..A]:..29_:P<.... (0.003) |
19 (0.005) ....>P:..42_:[..G]G-----C[..C]:..28_:P<.... (0.003) |
20 (0.002) ....>P:..43_:[..G]G-----C[..C]:..27_:P<.... (0.004) |
21 (0.003) ....>P:..44_:[..A]A-**--G[..G]:..26_:P<.... (0.003) |
22 (0.008) ....>P:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:P<.... (0.007) |
23 (0.009) ....>P:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:P<.... (0.002) |
24 (0.002) ....>P:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:P<.... (0.003) |
25 (0.005) ....>P:..13_:[..C]C-----G[..G]:..22_:P<.... (0.005) |
26 (0.004) ....>P:..14_:[..A]A-**--U[..U]:...8_:P<.... (0.004) |
27 (0.004) ....>P:..15_:[..G]G-**+-C[..C]:..48_:P<.... (0.002) x
28 (0.014) ....>P:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:P<.... (0.004) +

Стебли образуют нуклеотиды (до двоеточия номера в первой цепи, после - во второй; в таблице раскрашены разными цветами, кроме белого) 2-7:71-66, 49-53:65-61, 38-44:32-26, 10-13:25-22
Неканонические пары оснований: 55:18, 38:32, 44:26
Дополнительные водородные связи, стабилизирующие третичную структуру тРНК: 55:18, 35:33, 14:8, 15:48, 19:56