Упражнение 1. Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов.
Используется программа einverted из пакета EMBOSS. Найдём возможные комплементарные участки в последовательности исследуемой тРНК и попробуем получить наиболее близкое к реальности "выравнивание".
Вначале поставим минимальный штраф за гепы, получим следующий результат:
SEQUENCE: Score 72: 24/24 (100%) matches, 20 gaps
1 ggggt------a-tcgccaag---cggtaag-gcaccgg-attc 32
||||| | ||| || ||| || | |||| | ||
69 ccccatgctcctaagc--tt-ggagcc-tt-ac--ggcctt-ag 34
Теперь попробуем уменьшить значение параметра "Minimum score threshold" и увеличить match_score. Получим:
SEQUENCE: Score 216: 24/28 ( 85%) matches, 12 gaps
1 ggggtatc---g---ccaa--gcggtaaggcaccggattc 32
|||||| | | | || ||| || | ||||| ||
69 ccccat-gctcctaagcttggagcc-ttac--ggccttag 34
Кака видно, нормально посчитан только акцепторный стебель, в других стеблях имеются вставленные гепы или они не совпадают вовсе.
Следовательно, использовать эти стебли для предсказания структура тРНК нельзя.Упражнение 2. Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера.
Я воспользовалась online-сервисом программы mfold по сворачиванию РНК.
Структура РНК:
акцепторный стебель
D-стебель (дигидроуридиновый стебель)
антикодоновый стебель
Т-стебель (псевдоурациловый стебель)
Теперь составим таблицу, сравнивающую методы (их эффективность), которые мы использовали для предсказания структуры РНК.
| Участок структуры | Позиции в структуре (по результатам find_pair) | Результаты предсказания с помощью einverted | Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
| Акцепторный стебель | 2-7:66-71 (6 пар) | 1-6:64-69 (6 пар) | 1-6:64-69 (6 пар) |
| D-стебель | 10-12:23-25 | 10-13:53-56 | 9-11:21-23 |
| T-стебель | 49-52:62-65 | - | 49-53:59-63 |
| Антикодоновый стебель | 26-30:40-44 (5 пар) | - | 25-29:39-43 |
| Общее число канонических пар нуклеотидов | 19 | 9 | 19 |
Задание 2. ДНК-белковые контакты.
Упражнение 2. Описание ДНК-белковых контактов в заданной структуре и сравнение количества контактов разной природы.
Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными атомы углерода, фосфора и серы. Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5Å. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5Å.
Требуемые атомы ДНК были получены в JMol с помошью команды define.
Затем, пользуясь командой select within (расстояние, множество) были получены атомы, контактирующие с данными атомами ДНК.
Вот, что в результате получилось:
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
| Остатками 2'-дезоксирибозы | 10 | 5 | 15 |
| Остатками фосфорной кислоты | 57 | 15 | 72 |
| Остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 8 | 3 | 11 |
| Остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 5 | 10 | 15 |
Упражнение 3. Получить популярную схему ДНК-белковых контактов с помощью программы nucplot.
Скачать исходный PDB файл
Скачать сделанный мной PDB файл
Скачать файл в старом PDB формате, с которой работала программа nucplot
Скачать PS файл, сгенерированный программой nucplot
Схема ДНК-белковых контактов на рисунке:
По рисунку видно, что аспарагин 81, аргенин 33, лизин 79 и лизин 25 контактируют с белком по два раза. Однако, остаток аспарагин 81 важнее, так как он взаимодействует с двуия отнованиями, когда лизин25 реагирует с одним и сахарофосфатным остовом, а остальные реагируют только с сахарофосфатным остовом.
Упражнение 4.
На полученной нужно схеме выбрать:
4.1) аминокислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК
аспарагин 81
4.2) аминокислотный остаток, по-вашему мнению, наиболее важный для распознавания последовательности ДНК.
аспарагин 81
Чтобы рассмотреть ближе взаимодействие аминокислоты и ДНК вводились следующая порграмма в JMol:
restrict [dc]33:Y or [dt]7:R or [asn]81:M
В результате было получено изображение, на котором показано, как выглядит взаимодействие атомов аспарагина и оснований ДНК.
Это взаимодействие - полярное (между азотом и кислородом), по сути это водородные связи.
Жёлтым показаны атомы аспарагина, зелёным - цитозина, а белым - тимина.
СПАСИБО ЗА ПРОСМОТР
© Мария Медведева