Модели структур ДНК
С помощью программы fiber пакета 3DNA были построены модели A-, B- и Z-формы дуплекса ДНК. Последовательность одной из нитей представляет собой 5 раз повторенную последовательность GATC.
Ссылки на файлы:
Анализ форм ДНК
Для A-, B- и Z-форм ДНК были определены направление закручивания спирали, шаг спирали, число оснований на один виток, а также ширина большой и малой бороздок.
| Параметр | A-форма | B-форма | Z-форма |
|---|---|---|---|
| Тип спирали | Правая | Правая | Левая |
| Шаг спирали (Å) | 28 | 34 | 45 |
| Число оснований на виток | 11 | 10 | 12 |
| Ширина большой бороздки (Å) | 9.6 | 20.6 | 23.5 |
| Ширина малой бороздки (Å) | 18.5 | 13.2 | 8.7 |
Для определения атомов азотистого основания, обращённых в сторону большой и малой бороздок, была использована экспериментальная структура A-ДНК 3v9d. В качестве основания был выбран гуанин DG6 цепи A.
В сторону большой бороздки обращены атомы O6 и N7. В сторону малой бороздки обращены атомы N2 и N3.
Определение параметров структур тРНК
Для выполнения упражнения была исследована фенилаланиновая тРНК дрожжей 1TRA, цепь A. Пары оснований определяли с помощью find_pair пакета 3DNA.
Стебли вторичной структуры
Выделены четыре стебля. Координаты стеблей приведены как диапазоны номеров нуклеотидов цепи A; спаренные участки направлены антипараллельно.
| Стебель | Первый участок | Второй участок | Пары нуклеотидов | Число пар |
|---|---|---|---|---|
| Акцепторный | 1–7 | 66–72 | 1–72, 2–71, 3–70, 4–69, 5–68, 6–67, 7–66 | 7 |
| D-стебель | 10–13 | 22–25 | 10–25, 11–24, 12–23, 13–22 | 4 |
| Антикодоновый | 27–31 | 39–43 | 27–43, 28–42, 29–41, 30–40, 31–39 | 5 |
| TΨC-стебель | 49–53 | 61–65 | 49–65, 50–64, 51–63, 52–62, 53–61 | 5 |
Всего выделена 21 позиция спаривания. Пара A31–PSU39 расположена на конце антикодонового стебля, однако её геометрия в данной модели отличается от обычного уотсон-криковского спаривания.
Водородные связи между основаниями
В стеблях преобладают пары с уотсон-криковской геометрией. Ниже приведены примеры контактов. Расстояния измерены между тяжёлыми атомами по координатам модели; значения приведены в ангстремах (Å).
| Пара | Контакты между атомами | Расстояния, Å |
|---|---|---|
| G1–C72 | O6···N4; N1···N3; N2···O2 | 3,04; 3,03; 2,94 |
| A5–U68 | N6···O4; N1···N3 | 2,90; 2,98 |
| G4–U69 | O6···N3; N1···O2 | 2,87; 2,81 |
Неканонические пары и контакты
При запуске find_pair -p обнаружены 38 пар-кандидатов, из которых 18 программа отнесла к неуотсон-криковским. Этот результат представляет геометрическую классификацию: близость атомов сама по себе не доказывает наличие водородной связи. В таблице приведены основные неканонические взаимодействия и выбранные контакты.
| Пара | Расположение | Выбранные контакты | Расстояния, Å |
|---|---|---|---|
| G4–U69 | Акцепторный стебель, wobble-пара | O6···N3; N1···O2 | 2,87; 2,81 |
| U8–A14 | Центральная область | N3···N7; O2···N6 | 2,78; 3,48 |
| A9–A23 | Контакт с D-стеблем | N7···N6; N6···N7 | 3,00; 3,08 |
| 2MG10–G45 | D-стебель и вариабельная область | O6···N2 | 2,51 |
| G15–C48 | D-петля и вариабельная область | N1···O2; N2···N3 | 2,53; 2,99 |
| G18–PSU55 | D- и TΨC-петли | N2···O4 | 2,94 |
| G22–7MG46 | D-стебель и вариабельная область | N7···N1; O6···N2 | 2,42; 2,48 |
| M2G26–A44 | У основания антикодонового стебля | O6···N6; N1···N1 | 2,53; 2,90 |
| OMC32–A38 | Антикодоновая петля | O2···N6 | 2,94 |
| 5MU54–1MA58 | TΨC-петля | O2···N6 | 3,42 |
Контакты, стабилизирующие третичную структуру
Обнаружены взаимодействия вне четырёх стеблей вторичной структуры. Пары G18–PSU55 и G19–C56 соединяют D- и TΨC-петли и поддерживают пространственное сближение удалённых участков цепи.
| Пара | Контакты между атомами | Расстояния, Å |
|---|---|---|
| G18–PSU55 | N2···O4 | 2,94 |
| G19–C56 | O6···N4; N1···N3; N2···O2 | 2,88; 2,58; 2,49 |
Обозначения модифицированных нуклеотидов
- PSU — псевдоуридин.
- 2MG — N²-метилгуанозин.
- M2G — N²,N²-диметилгуанозин.
- 7MG — 7-метилгуанозин.
- OMC — 2′-O-метилцитидин.
- 5MU — риботимидин.
- 1MA — 1-метиладенозин.