A- и В- формы ДНК. Структура РНК. Cайт Мошенского Дениса, 2013

Главная

С помощью программы fiber пакета 3DNA были получены PDB-файлы A-, B- и Z-форм дуплекса ДНК. Команда для получения А-формы:

fiber -a gatc_a.pdb

На рис. 1 показана А-форма ДНК. В задании нужно было выделить:

- сахарофосфатный остов ДНК;

- все нуклеотиды;

- все аденины;

- атом N7 во всех гуанинах и/или только в первом по последовательности.

Далее мне было предложено исследовать стрктуры тРНК и ДНК, с идентификаторами 1f7u и 1tro соответственно, на наличие разрывов. В структуре РНК (1f7u) с помощью визуализации Jmol разрывов не было обнаружено (рис. 2.1). В структуре ДНК (1tro) был обнаружен разрыв, это объясняется тем, что в файле PDB представлен димер, то есть 2 молекулы белка, связанных с ДНК.

В A-, B- и Z-формах ДНК одни и те же атомы направлены к разным бороздкам. На рис. 3 изображена B-форма ДНК. Атомы цитозина O2, N1 и C2, смотрящие в сторону малой бороздки, показаны в шариковой модели.

На рис. 4 представлено изображение цитозина, которое было получено в программе ChemSketch.

Сравнение основных параметров A-, B- и Z-форм ДНК представлено в таблице 1.

	А-форма	В-форма	Z-форма
тип спирали	правая	правая	левая
Шаг спирали, A	28,03	33,75	43,50
Число оснований на виток	11	10	12
Ширина большой бороздки, нм	1,681 (от g9:a.p до a34:b.p)	1,721 (от t7:a.p до t31:b.p)	1,517 (g11:a.p c30:b.p)
Ширина малой бороздки, нм	0,798 (от g9:a.p до a26:b.p)	1,169 (от t31:b.p до a14:a.p)	0,72 (g11:a.p g33:b.p)

Для того, чтобы определить шаг спирали, я измерял расстояние между расположенными друг под другом атомами фосфора (рис. 5).

Далее я сравнил торсионные углы в нуклетиде с цитозином, A- и B-формах ДНК. Результат представлен в таблице 2. Торсионные углы нуклеотида изображены на рис. 6.

Форма	α	β	γ	δ	ε	ζ	χ
А-форма	-51,7	174,8	41,7	79,1	-147,8	-75	-157,2
В-форма	-29,9	136,3	31,2	143,3	-140,8	-160,5	-98

Сравнение значений торсионных углов в стркутре ДНК с идентификатором PDB 1tro и РНК 1f7u представлено в таблице exel . Желтым выделены нуклеотиды, значения торсионных углов которых сильно отклоняются от средних.

Для изучения структуры водородных связей в молекуле тРНК я использовал данные из файла с расширением .out, предсталенные ниже.

                    Strand I                    Strand II          Helix
           1   (0.044) B:.901_:[PSU]P-*---A[..A]:.972_:B (0.003)     |  
           2   (0.003) B:.902_:[..U]U-----A[..A]:.971_:B (0.003)     |  
           3   (0.002) B:.903_:[..C]C-----G[..G]:.970_:B (0.003)     |  
           4   (0.002) B:.904_:[..C]C-----G[..G]:.969_:B (0.004)     |  
           5   (0.002) B:.905_:[..U]U-*---G[..G]:.968_:B (0.007)     |  
           6   (0.006) B:.906_:[..C]C-----G[..G]:.967_:B (0.007)     |  
           7   (0.004) B:.907_:[..G]Gx----C[..C]:.966_:B (0.002)     |        
           8   (0.016) B:.949_:[5MC]c-----G[..G]:.965_:B (0.004)     |  
           9   (0.004) B:.950_:[..C]C-----G[..G]:.964_:B (0.008)     |  
          10   (0.002) B:.951_:[..A]A-----U[..U]:.963_:B (0.004)     |  
          11   (0.010) B:.952_:[..G]G-----C[..C]:.962_:B (0.006)     |  
          12   (0.005) B:.953_:[..G]G----xC[..C]:.961_:B (0.004)     |        
          13   (0.010) B:.954_:[5MU]u-**-xa[1MA]:.958_:B (0.005)     |  
          14   (0.044) B:.955_:[PSU]Px**+xG[..G]:.917_:B (0.006)     x  
          15   (0.005) B:.939_:[..C]C-----G[..G]:.931_:B (0.005)     |  
          16   (0.005) B:.940_:[..C]C-----G[..G]:.930_:B (0.005)     |  
          17   (0.002) B:.941_:[..A]A-----U[..U]:.929_:B (0.002)     |  
          18   (0.006) B:.942_:[..G]G-----C[..C]:.928_:B (0.003)     |  
          19   (0.003) B:.943_:[..A]A-*---P[PSU]:.927_:B (0.045)     |  
          20   (0.004) B:.944_:[..A]Ax*---g[M2G]:.926_:B (0.005)     |  
          21   (0.007) B:.910_:[2MG]g-----C[..C]:.925_:B (0.003)     |  
          22   (0.005) B:.911_:[..C]C-----G[..G]:.924_:B (0.008)     |  
          23   (0.004) B:.912_:[..C]C-----G[..G]:.923_:B (0.012)     |  
          24   (0.005) B:.913_:[..C]C-*--xC[..C]:.922_:B (0.002)     |  
          25   (0.009) B:.914_:[..A]A-**-xU[..U]:.908_:B (0.004)     |  
          26   (0.012) B:.915_:[..A]Ax**+xU[..U]:.948_:B (0.004)     x  
          27   (0.015) B:.918_:[..G]G-----C[..C]:.956_:B (0.001)     +

Шпильки тРНК выделены разными цветами. Пары с неканоническими взаимодействиями: 1, 5, 14, 19, 20, 24. Водородные связи между остатками 954 и 958, 955 и 917, 914 и 908, 915 и 948, 918 и 956 стабилизируют третичную структуру тРНК.

В файле с расширением .out также можно найти данные о стекинговых взаимодействиях. Пара с самым сильным стекинговым взаимодествием показана на рис. 7.

Семестры

Обо мне

Ссылки