Исследование структуры тРНК.

  1. Краткое описание структуры в файле 1H3E.PDB

    2. В файле приведены координаты атомов следующих молекул:
    1. Фермент (лигаза) Тирозил-тРНК-синтетаза (из бактерии Thermus thermophilus) - 1 молекула.
    2.Tyr(GUA)тРНК (искусственно синтезирована) - 1 молекула.
    3. Тирозинал - 1 молекула.
    4. АТФ - 1 молекула.
    5. Вода - 13 молекул.
    Для исследования была выбрана цепь В, представляющая тирозил-тРНК со следующей последовательностью: 
    	5'  1 GGGCAGGUUC CCGAGCGGCC AAAGGGGACG GUCUGUAAAA CCGUUGGCGU
	   51 AUGCCUUCGC UGGUUCGAAU CCAGCCCUGC CCACCA [86] (76)* 3'
    где 1 и 86 - номера первого и последнего нуклеотида.
    В последовательности на 3'-конце есть триплет CCA, к которому присоединяетс6я аминокислота, но в файле PDB не приведены координаты атомов этих нуклеотидов.

  2. Исследование вторичной структуры


    3. С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями ( 1H3E_old.out). В соответствии с полученными данными:
    • акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 66-72
    • Т-стебель - из 49-53 и комплементарного ему 61-65
    • D-стебель - из 10-12 и комплементарного ему 23-25
    • антикодоновый стебель- из 26-31 и комплементарного ему 39-44

    Я создала скрипт для 6получения в RasMol изображения остова исследуемой тРНК, где акцепторный стебель выделен красным, Т-стебель - зеленым, D-стебель - синим, антикодоновый - оранжевым. Антикодон (G34, PSU35, A36) представлен в шарнирной модели и выделен желтым:

    Рис.1. Вторичная структура Tyr(GUA)тРНК.     		Скрипт для получения изображения: 
       restrict none
   background white
   select nucleic
   backbone 80
   color grey
   select 66-72, 1-7
   color red
   select 49-53, 61-65
   color green
   select 10-12, 23-25
   color blue
   select 26-31, 39-44
   color orange
   select 34-36 and nucleic
   wireframe 80
   cpk 200
   color yellow

    Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 20 канонических и 1 неканоническая пара оснований G26-U44:


    Также имеются другие особенности:
    1) наличие вариабельной петли (нуклеотиды 47A-47I);
    2) отсутствие остатка тимидина в Т-петле;
    3) наличие 5-метилуридина (5MU54);
    4) отсутствие дигидроуридинов в D-петле.

  3. Исследование третичной структуры

    4. 1.В файле 1H3E_old.out находятся данные о величине площади "перекрывания" 2-х последовательных пар азотистых оснований. В файле stacking.pdb - координаты взаимодействующих оснований.

    Взаимодествие между основаниями акцепторного (G7-C65) и T-стебля (C66-G449):

    В D-петле имеется сильное перекрывание (G53-5MU54/C61-A58):


    Существует также большое количество стекинг-взаимодействий между соседними парами одного стебля, например G3-C70/C4-G69 акцепторного стебля:

    2. Третичную структуру так же стабилизируют дополнительные водородные связи. Например, связь между D- и Т-петлями (G19-C56):

    Другие дополнительные водородные связи: U47H-A20B (V-D петли), C48-G15(V-T петли), PSU55-G18 (T петля-D петля), U8-A14 и U9-G13 (основание акцепторного стебел-D-петля).

  4. Предсказание вторичной структуры тРНК


    5. Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях. С помощью этой программы был проведен поиск возможных комплементарных участков в последовательности исследуемой тРНК. Сначала я использовала стандартные параметры, но программа не смогла найти таких участков. При уменьшении штрафов и увеличении очков за совпадения программа смогла построить акцепторный стебель. (выходной файл программы 1H3E.einverted).

    Также с помощью программы mfold пакета EMBOSS применялся алгоритм Зукера. Меняя несколько раз параметры, я не добилась нужного результата, так как ни в одном из полученных файлов я не увидела верную вторичную структуру. Вот пример одного из полученных мной результатов:



    Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1H3E.pdb


    Участок структуры
    		Позиции в структуре
    (по результатам find_pair)     		Результаты предсказания
    с помощью einverted     		Результаты предсказания
    по алгоритму Зукера
    Акцепторный стебель 5' 1-7 3'
    5' 66-72 3'
    Всего 7 пар    		 7 6
    D-стебель 5' 10-12 3'
    5' 23-25 3'
    Всего 3 пары    		 0 0
    T-стебель  5' 49-53 3'
    5' 61-65 3'
    Всего 5 пар    		 0 0
    Антикодоновый стебель 5' 26-31 3'
    5' 39-44 3'
    Всего 6 пар    		 0 0
    Общее число канонических пар нуклеотидов 21 7 6


    <<Обратно на третий семестр
    <<Обратно на главную страницу

    ©Лелекова Мария,2009