Главная страница Первый семестр Второй семестр Третий семестр

Третий семестр

Исследование структуры тРНК

  1. Краткое описание структуры в файле 1GTS.pdb

    2. В файле приведены координаты атомов 2-х молекул глутаминил-ТРНК синтетазы, выделенные из организма Еrichia coli. Для исследования была выбрана цепь В, представляющая глутаминовую тРНК синтетазу со следующей последовательностью:

    [2] 5'-GGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCA UUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGСCA-3' [76],

    где 2 и 76 - номера первого и последнего нуклеотида. На 3'-конце есть триплет CCA, к которому присоединяется аминокислота. В PDB-файле приведены координаты его атомов.

  2. Исследование вторичной структуры

    3. С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями (Выходной файл). В соответствии с полученными данными
    акцепторный стебель состоит из участка 2-7 и комплементарного ему участка 71-61.
    Т-стебель 49-53 и 65-61
    D-стебель 10-12 и 25-23
    антикодоновый стебель 37-44 и 33-26

    Рис.1. Вторичная структура глутаминовой тРНК из Еrichia coli(1GTS). Скрипт.
    select all
    restrict not protein
    select 2-7:B or 66-71:B
    color red
    select 49-53:B or 61-65:B
    color green
    select 10-12:B or 23-25:B
    color blue
    select 37-44:B or 26-33:B
    color orange
    select not(2-7:B or 66-71:B or 49-53:B or 61-65:B
    or 10-12:B or 23-25:B or 37-44:B or 26-33:B)
    color grey
    select not protein
    wireframe off
    backbone 100

    Используя этот скрипт, можно получить в RasMol изображение остова исследуемой тРНК, где акцепторный стебель выделен красным, Т-стебель зеленым, D-стебель синим, антикодоновый оранжевым.

    Cтруктуру стеблевых дуплексов поддерживают 20 канонических и 2 неканонических пары оснований.

    Неканоническая пара аденин-аденин в тРНК.

    1.Вариабельная петля отсутствует;
    2.Тимидин в Т-петле отсутствует;
    3.Дигидроуридин в D-петле отсутствует;

  3. Исследование третичной структуры

    4. 1. Для исследования возможности стекинг-взаимодействий между основаниями конца акцепторного стебля и начала Т-стебля надо взять файл 1GTS и найти там информацию о перекрываниях. Для сравнения я взяла перекрывание с наибольшей (структура 11) и наименьшей (структура 21) площадью. Из файла stacking.pdb я вырезала соответсвующие структуры
    ex_str -11 stacking.pdb step11.pdb
    ex_str -21 stacking.pdb step21.pdb.
    А потом получила картинки.
    Структура с максимальной площадью перекрытия Структура с минимальной площадью перекрытия

    Максимальная площадь перекрывания равна 11.38. Поэтому велика вероятность стекинг-взаимодействий между основаниями конца акцепторного стебля и начала Т-стебля.
    А между антикодоновым и Д-стеблем площадь перекрывания всего 1.74.

    2. Дополнительные водородные связи есть между основанями урацилом 55 (T-петля) и гуанином 18 (D-петеля) (неканоническая пара), а также между гуанином 19 (D-петля) и цитозином 56 (Т-петеля) (каноническая пара)
    Неканоническая пара оснований урацил-гуанин в Т и D петлях соответственно.

  4. Предсказание вторичной структуры тРНК

    5. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1GTS.pdb

    Участок структуры Позиции в структуре
    (по результатам find_pair)    		 Результаты предсказания
    с помощью einverted    		 Результаты предсказания
    по алгоритму Зукера
    Акцепторный стебель 5' 2-7 3'
    5' 66-71 3'
    Всего 6 пар    		 предсказано 6 пар из 6 реальных предсказано 6 пар из 6 реальных
    D-стебель 5' 10-12 3'
    5' 23-25 3'
    Всего 3 пары    		 предсказано 0 пар предсказано 3 пары
    T-стебель 5' 49-53 3'
    5' 61-65 3'
    Всего 5 пар    		 предсказано 0 пар предсказано 3 пар
    Антикодоновый стебель 5' 26-33 3'
    5' 37-44 3'
    Всего 8 пар    		 предсказано 0 пар предсказано 5 пар
    Общее число канонических пар нуклеотидов 20 пар 6 пар 17 пар

    1.Предсказание с помощью программы "einverted".
    С помощью этой программы был верно предсказан акцепторный стебель, а остальные программа не нашла. Подбирая различные параметры, я пыталась найти и другие стебли, но получала только акцепторный. Мне программа не понравилась: при анализе водородных связей в тРНК она не удобна, а результаты далеки от идеала.
    2.Предсказание с помощью программы "mfold".
    Эта программа понравилась мне намного больше, она выдает множество возможных вариантов структуры тРНК, которые отлично иллюстрированы.
    Параметр Р указывает, на сколько процентов выдаваемое предсказание структуры может отличаться по своей вычисленной энергии от оптимального. Чем больше было значение этого параметра, тем больше вариантов предсказания было выдано. Первый раз я запустила программу с Р=0 и получила только одну структуру, которая появлялась и при всех остальных параметрах. Я рассматривала различные структуры при Р=5,10,15,20,25,30,35. Большая их часть не очень похожа на реальность, мне больше всего понравились третий и пятый варианты, рисунки которых приведены ниже. (Данные в таблице взяты исходя из 3 варианта,на мой взгляд наиболее приемлемого).
    Структура 3 Структура 5


©MARIA KUZNETSOVA,2008