Структура тРНК

Задание 1.

Выданный мне код pdb  - 1h4q.

Получена структура пролиновой тРНК из Thermus Thermophilus.

Идентификатор бактерии – HB-8 .

Помимо тРНК в структуре содержится пролил-тРНК-синтетаза, АТФ, пролинол.

Задание 2.

Из файла 1h4q.pdb взята последовательность тРНК (цепь T):

1               5                  10

C   G   G   G   G   A   G   U   A   G

C   G   C   A   G   C   C   C   G   G

U   A   G   C   G   C   A   C   C   U

C   G   U   U   C   G   G   G   A   C

G   A   G   G   G   G   G   G   C   G

C   U   G   G 5MU PSU   C   A   G   A

U   C   C   A   G   U   C   U   C   C

C   C   G   A   C   C   A

В последовательность входят 2 модифицированных основания (поле HETNAM):

Обозначение	Название
PSU	Псевдоуридин-5'-монофосфат
5MU	5-метилуридин-5'-монофосфат

Цепь пронумерована от 5 до 69 нуклеотида (соответственно, начало и конец цепи). Но имеется одна вставка 17A.

Работа с программой find_pair

Выполнена команда

find_pair -t 1h4q.pdb stdout | analyze

Получены файлы с характеристиками взаимодействий в тРНК. По нумерации нуклеотидов мы видим, что есть выпетливания (пропуски в нумерации). В числе других внутримолекулярных взаимодействий для цепи T показаны 2 спирали (еще 2 указанные спирали не учитываем, так как каждая из них содержит всего по одной паре оснований). Красным показаны нуклеотиды, входящие в первую спираль, зеленым - во вторую (нумерация спиральных участков по базе данных pdb).

C G G G G A G U A G C G C A G C C C G G U A G C G C A C C U C G U U C G G G A C G A G G G G G G C G C U G G 5MU PSU C A G A U C C A G U C U C C C C G A C C A

"Красную спираль" образуют 11 пар нуклеотидов, а "зеленую" - 13.

wireframe off

backbone 200

color magenta

define helix1 4-7:T, 18:T, 49-55:T, 58:T, 61-69:T

define helix2 8:T, 10-15:T, 22-32:T, 38-44:T, 48:T

select helix1

color red

select helix2

color green

set fontsize 10

set fontstroke 1

select atomno=7590

label 5

select atomno=8986

label 69

select atomno=7658

label 8

select atomno=8544

label 48

Пользуясь средствами RASMOL, получили несколько примеров внеспирального стекинг-взаимодействия между основаниями. Это заключается в поиске оснований, следующих друг за другом на расстоянии не более 4 ангстремов. Например:

G49 - C66

5MU54- G53

A63 - G64

Найдены несколько водородных связей между основаниями, не сводящиеся к Уотсон-Криковскому спариванию комплементарных оснований. Как пример можно привести следующее:

C27 – G44

Обе спирали РНК похожи на А-форму ДНК. Это можно определить визуально по "отверстию" в центре спирали. Для подтверждения вывода приведена картинка:

Для сравнения использованы результаты программы einverted. Она ищет потенциальные двуспиральные участки в молекуле. Программа einverted была запущена командой
einverted ,
на вход подана последовательность пролиновой тРНК в формате fasta. Для того, чтобы получить результат, пришлось понизить порог (Minimum score threshold) до 20. Остальные параметры приняты по умолчанию. Получены следующие результаты:

возможные участки инвертированной последовательности:

с 1 по 7 нуклеотиды (cggggag)
c 67 по 73 нуклеотиды (ctccccg)

По данным программы find_pair в структуре данной пролиновой тРНК найдено 7 не Уотсон-Криковских взаимодействий.

Например,

T:..54_:[5MU]u-**-xG[..G]:..58_:T
T:..55_:[PSU]Px**+xG[..G]:..18_:T
T:..44_:[..G]Gx*---A[..A]:..26_:T

Также найден двуспиральный участок:

TRNAPRO: Score 21: 7/7 (100%) matches, 0 gaps

       1 cggggag 7

         |||||||

      73 gcccctc 67

Видно, что не Уотсон-Криковских взаимодействий в структуре данной спирали нет.

Результаты нельзя считать удовлетворительными. Программа нашла всего 1 участок с весом 21 (пороговым установлен вес 15). Этот вариант совсем не похож на реальную структуру.

Запустив программу mfold командой

mfold SEQ=1h4q.fasta P=15

получил изображение вторичной структуры пролиновой тРНК. mfold запущена с параметром P=15. Он указывает, на сколько процентов выдаваемое предсказание структуры может отличаться по своей вычисленной энергии от оптимального. При увеличении P структура становится слишком далекой от реальности. Наиболее вероятная структура пролиновой тРНК из выданных программой mfold представлена на картинке (данное предсказание было третьим по счету):

На главную страницу третьего семестра

На главную