A- и В- формы ДНК. Структура РНК

С помощью Putty присоединимся к серверу kodomo.cmm.msu.ru и перейдем в рабочую папку term3/block1/pr3.

Для указания пути к 3DNA используем следующие команды:
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/X3DNA/bin
export X3DNA=/home/preps/golovin/progs/X3DNA

Далее c помощью программы fiber пакета 3DNA получаемм A-, B- и Z-форму дуплекса ДНК
(одна из нитей - gatcgatcgatcgatcgatc). (PDB файлы можно посмотреть)

На данном рисунке, используя файл А-формы (gatc-a.pdb) были выделены:

Далее на сайте www.rcsb.org были найдены следующие PDB файлы: 1F7U, 1TRO.

1F7U1TRO
Общая структура
Цепи РНК/ДНК
В виде "trace"

Далее в файле B-формы были соответственно отмечены большая и малая бороздки:

На рисунке серым и синим выделены цепочки ДНК, а красным - цитозин.

С помощью ChemSketch получено изображение цитозина (sk2-файл):



В сторону большой бороздки обращены атомы с12.c5, c12.c6, c12.с4, c12.n4
В сторону малой бороздки обращены атомы c12.c2, c12.n1, c12.o2
Остальные атомы основания не имеют четкого направления.

Затем были измерены основные спиральные параметры разных форм ДНК:
А-формаB-формаZ-форма
Тип спирали (правая или левая)ПраваяЛеваяЛевая
Шаг спирали (A)28,0333,7543,5
Число оснований на виток111012
Ширина большой бороздки16.81 (A6A.P-G37B.P)17.21 (C4A.P-A34B.P)18.3 (C6A.P-C12B.P)
Ширина малой бороздки7.98 (A6A.P-G29B.P)11.69 (T11A.P-A34B.P)8.68 (G9A.P-G17B.P)

Сравнение торсионных углов в структурах А- и В-формах ДНК:
α (P - O5') β (O5' - C5') γ (C5' - C4') δ (C4' - C3') ε (C3' - O3') ξ (O3' - P) χ (C1' - N)
A-форма 64.1 173 41.7 79.1 -147.8 -75.1 -157.2
B-форма -29.9 136.4 31.1 143.4 -140.8 -160.5 -98.0

Далее значения полученных торсионных углов были сравнены со значениями из презентации:
α (P - O5') β (O5' - C5') γ (C5' - C4') δ (C4' - C3') ε (C3' - O3') ξ (O3' - P) χ (C1' - N)
A-форма 62 173 52 88/3 178 -50 -160
B-форма 63 171 54 123/131 155 -90 -117

Как заметно из этих двух таблиц: значения различны. Это происходит потому что измерения проводились при помощи разных атомов.

Определение параметров структур нуклеиновых кислот с помощью программ пакета 3DNA.

Так как пакет 3DNA работает только со старым форматом PDB, потребовалось перевести файлы в старый формат при помощи команды:
remediator --old ''XXXX.pdb'' > ''XXXX_old.pdb
Далее была получена информация о структурах 1F7U и 1TRO при помощи команды:
find_pair -t XXXX_old.pdb stdout | analyze
Далее в файлах 1F7U.out и 1TRO.out была найдена информация о торсионных углах, водородных связях, стекинг-взаимодействиях и так далее.
Таблица с торсионными углами структуры 1TRO.
Из таблицы видно, что максимально отклоняется в первой цепи 4С, а во второй цепи - 34C.
В файле 1F7U_old.out была найдена информация о структуре тРНК, цветом выделены пары оснований, образующие стебли тРНК.

В этом же файле была найдена информация о неканонических парах, на таблице ниже они выделены цветом.


В структурах РНК встречаются так называемые стекинг-взаимодействия, возникающие между расположенными друг над другом основаниями. Сила взаимодействия определяется площадью перекрывания этих оснований. Информацию о стекинг-взаимодействиях в структуре тРНК можно найти в том же файле, см. таблицу ниже. Зеленым цветом выделены минимально перекрывающиеся основания, а голубым-максимально.

Графическое изображение минимального и максимального перекрываний можно получить с помощью команд:
ex_str -X stacking.pdb stepX.pdb
stack2img -cdolt stepX.pdb stepX.ps
Максимально перекрывающиеся основания:

Минимально перекрывающиеся основания: