Практикум 2. Структуры ДНК и стеблей тРНК
Задание 1. Модели форм ДНК
С помощью пакета 3DNA (в частности программы fiber) были построены A-, B-, Z- формы дуплексов ДНК, состоящие из 5 повторов последовательности "GATC": gatc-a, gatc-b, gatc-z соответственно.
Задание 2. Сравнение структур
Для сравнения сгенерированной и эскпериментальной структур была выбрана A-форма ДНК (gatc-a.pdb и pdb структура 3v9d соответственно). Изображения представлены на рисунках 1 и 2 ниже.
Экспериментально полученная структура короче сгенерированной, которая, к тому же, более правильной формы.
Для нуклеотида DA8 A-формы ДНК было определено, какие атомы обращены к большой бороздке, а какие - к малой. На рисунке 3 красным цветом выделены атомы аденина, обращенные к большой бороздке: a8.n6, a8.n7, a8.c5, a8.c6, a8.c8; а синим - к малой: a8.c2, a8.c4, a8.n1, a8.n3.
В таблице 1 приведено сравнение разных форм ДНК
| A-форма | B-форма | C-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 | 16.5 | 20.6 | 22.9 |
| Ширина малой бороздки | 96 | 13.2 | 9.9 |
Табл.1. Формы ДНК
Задание 3. Анализ структуры тРНК
Анализ был сделан для структуры с PDB ID 2CV0 - это глутамил-тРНК-синтетаза, образующая комплекс с глутаматом и тРНК.
С помощью команды find_pair пакета 3DNA было определено, что стебли тРНК образованы следующими основаниями (указаны последовательности, составляющие пары): 501-507 и 672-566; 549-553 и 565-561; 538-544 и 532-526; 510-514 и 525-521.
find_pair -t 2CV0.pdb stdout
Далее приведены неканонические пары, встретившиеся в данной тРНК:
2 G-*---U [2] O6 - N3 2.85 N1 - O2 2.91
13 U-**--A [2] O2 - N6 3.17 N3 - N7 3.19
14 U-**+-G [1] O2 - N2 2.70
15 A-**--C [1] N6 - O2 3.15
21 A-**--G [2] N6 - O6 3.10 N1 - N1 2.88
25 U-*---G [2] O2 - N1 2.65 N3 - O6 2.96
26 U-**--A [3] O3'- O2' 2.87 O2'- N3 3.22 O2 * N1 3.55
27 A-**--A [2] N6 - N3 3.03 N1 - O2' 2.74
28 G-**+-C [2] N1 - O2 3.24 N2 - N3 2.95
Информация о водородных связях была получена с помощью команды sed -n '120, 210p' 2CV0.out. Дополнительные водородные связи, стабилизирующие структуру:
13 (0.007) ....>C:.554_:[..U]U-**--A[..A]:.558_:C<.... (0.003) |
14 (0.009) ....>C:.555_:[..U]U-**+-G[..G]:.518_:C<.... (0.014) x
28 (0.024) ....>C:.515_:[..G]G-**+-C[..C]:.548_:C<.... (0.013) x
29 (0.012) ....>C:.519_:[..G]G-----C[..C]:.556_:C<.... (0.003) +