С помощью инструментов пакета 3DNA были построены 3D модели A-, B- и Z-форм ДНК.
Изучен седьмой нуклеотид экспериментальной модели B-формы ДНК (PDB id: 1BNA)(см. рис.1). Описано положение атомов соответствующего азотистого основания (тимин) относительно большой и малой бороздок:
В сторону большой бороздки обращены атомы t7.n1, t7.n3, t7.o2, t7.c2;
В сторону малой бороздки обращены атомы t7.o4, t7.c4, t7.c5, t7.c6, t7.c7.
Были изучены характеристики A-, B- и Z-форм ДНК по сгенерированным с помощью пакета 3DNA моделям (см. таблицу 1).
| A-форма | B-форма | Z-форма | |
|---|---|---|---|
| Тип спирали (правая или левая) | Правая | Правая | Левая |
| Шаг спирали (Å) | 28,0 | 33,8 | 43,5 |
| Число оснований на виток | 11 | 10 | 12 |
| Ширина большой бороздки | 8,0 (A6 - G29) | 17,2 (C8 - A30) | 23,5 (C2 - C14) |
| Ширина малой бороздки | 16,8 (T15 - C28) | 11,7 (A6 - T39) | 8,7 (G9 - G17) |
С помощью программ find_pair и analyze из пакета 3DNA были получены данные о торсионных углах нуклеотидов в сгенерированных моделях A-, B-, Z-форм ДНК и модели тРНК (PDB id: 1GTR). Были рассчитаны средние значения для каждого положения (см. таблицу 2)(крайние атомы цепей не учитывались). По результатам видно, что углы нуклеотидов тРНК в позициях alpha, beta, epsilon и chi более близки к соответствующим углам B-формы, а в положениях gamma, delta и zeta - к таковым A-формы. Таким образом, структура тРНК является промежуточным вариантом между A- и B-формами ДНК.
| alpha | beta | gamma | delta | epsilon | zeta | chi | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tRNA | -32,34 | 88,43 | 54,57 | 85,50 | -128,64 | -74,01 | -125,62 |
| DNAA | -51,7 | 174,8 | 41,7 | 79,08889 | -147,794 | -75,0972 | -157,2 |
| DNAB | -29,90 | 136,34 | 31,14 | 143,34 | -140,80 | -160,50 | -97,99 |
| DNAZ | -43,7813 | 21,11875 | -61,4625 | 116,25 | -100,05 | 8,58125 | -47,8 |
Также с помощью программы analyze были определены координаты стеблей в структуре тРНК (см. таблицу 3). Среди пар, образующих стебли (это пары 37A - 33U и 38U - 32U) есть образованные неканоническими взаимодействиями. Они расположены непосредственно перед антикодоновой петлёй.
| Цепь 1 | Цепь 2 |
|---|---|
| 2 - 7 | 71 - 66 |
| 49 - 53 | 65 - 61 |
| 37 - 43 | 33 - 27 |
| 10 - 12 | 25 - 23 |
Как оказалось, некоторые нуклеотиды образуют изолированные пары (не входящие в стебли). Большая часть таких пар образована неканоническими взаимодействиями (см. таблицу 4).
| Взаимодействующие нуклеотиды | Примечания |
|---|---|
| 19G - 56C | Взаимодействие между D- и T-петлями |
| 54U - 58A | Неканонические взаимодействия, взаимодействие D- и T-петлями |
| 55U - 18G | Неканонические взаимодействия, взаимодействие D- и T-петлями |
| 44C - 26A | Неканонические взаимодействия |
| 13A - 45A | Неканонические взаимодействия, около V-петли |
| 14A - 21A | Неканонические взаимодействия, около V-петли |
| 15G - 48C | Неканонические взаимодействия, около V-петли |
С помощью тех же программ были оценены площади перекрывания последовательных пар оснований. С помощью программ ex_str и stack2img были получены изображения последовательных пар оснований с наибольшей и наименьшей площадями перекрывания, т.е. с сильными стэкинг-взаимодействиями и со слабыми (см. рис. 2 и 3) (для двух позиций площадь перекрывания оказалось равной нулю, а расположение соответствующих нуклеотидов в структуре было не последовательным, так что эти позиции не учитывались).
