Задание 1. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упр.1.Создание скрипта

select all; cartoon on; cpk off; wireframe off; color cpk;
pause; 
restrict dna; cartoon off; wireframe on;
pause; 
select *.O?'; cpk 200; color red; 
select *.OP?; cpk 150; color gold; 
select *.N? and dna; cpk 150; 

Взаимодействие ДНК с белками

Рис 1. Взаимодействия между полярными атомами ДНК и белка (показаны пунктиром).

Рис 2,3. Взаимодействия между неполярными атомами ДНК и белка (показаны пунктиром).

Таблица 1. Количество контактов разного типа между ДНК и белком.

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	3	34	37
остатками фосфорной кислоты	9	12	21
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	2	6	8
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	3	1	4

Как видно, неполярных взаимодействий гораздо больше чем полярных. Вероятно это связано с большим числом атомов углерода в белке, чем азота или кислорода.

Рис 4. Схема взаимодействий белка и ДНК.

Как видно из схемы, наибольшее число взаимодействий с ДНК имеет Ser26 (с 28, 30 и 31 нуклеотидами). Хотя часть из них опосредована через молекулу воды, все-равно создается жесткая структура координированных связей. Логично предположить, что именно эта аминокислота важна для распознавания необходимой последовательности ДНК.

	Рис 5-8. Взаимодействие Ser26 с ДНК. Линиями показаны минимальные расстояния между полярными атомами. Подписаны нуклеотиды, молекулы воды и аминокислота.

Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов

Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях.
При помощи данной программы велся поиск повторов для исследуемой тРНК.
На вход программе необходимо подать фаста-последовательность РНК и задать ряд параметров: штраф за гэп, минимальный вес находок, бонус за пару, штраф за мисмэтч.
При подборе параметров, наилучшим результатом оказался следующий:

fasta: Score 84: 27/27 (100%) matches, 26 gaps
1 gggca-----gg-ttc---ccgagcggccaaaggg-----g---acgg-tctg 35 
||||| || ||| || ||| | || || | |||| | | 
82 cccgtcccgacctaagcttgg-tcg-c---tt-ccgtatgcggttgccaa-aa 37 

Structure    2

Folding bases      1 to     86 of fasta                                             
 Initial dG =    -32.20

              10        
----       .-UU|  GAGCG 
    GGGCAGG    CCC     \
    CCCGUCC    GGG     G           - Акцепторная и D - петли
ACCA       \ --^  AAACC 
     80             20  


                 30      
             .-G     CUG 
                ACGGU   \          - Антикодоновая петля
                UGCCA   U
             \ -     AAA 
                   40    


                    50
              .-U   G 
                 GGC U             - Вариабельная петля
                 CCG A
              \ -   U 
                      


                60       
             UUC     UUC 
                GCUGG   \
                CGACC   G          - Т - петля
             ---     UAA 
                    70