Анализ структур нуклеиновых кислот

Структуры различных форм ДНК.

gg

A-форма ДНК

gg

B-форма ДНК

gg

Z-форма ДНК

Сравнение форм ДНК

gg

С3:A B-формы ДНК. Красным отмечены атомы большой бороздки, синим - малой.

В сторону большей бороздки явно обращены атомы: C3:A.C5, С3:A.C6 В сторону малой бороздки обращены атомы: С3:A.N1, С3:A.C2, С3:A.N3, С3:A.O2

Далее приведена таблица с итогами сравнения параметров различных форм предложенных нам экспериментальных ДНК (для измерения параметров Z-формы была использована сгенерированная структура).

А-форма В-форма Z-форма
Тип спирали Правая Правая Левая
Шаг спирали (Å) 29.19 Å 36.67 Å 43.5 Å
Число оснований на виток 11 10 12
Ширина большой борозды 15.79 Å (7:A.P-11:B.P) 16.44 Å (4:A.P-17:B.P) 18.3 Å (10:A.P- 28:B.P)
Ширина малой борозды 11.36 Å (3:A.P-6:B.P) 9.99 Å (8:A.P- 21:B.P) 9.87 Å (9:A.P- 36:B.P

Исследование тРНК

 Структура для исследования (PDB): 1ffy - изолейцил-тРНК синтетаза Staphylococcus aureus в комплексе с тРНК и мупироцином.

Торсионные углы

С помощью с помощью инструментов пакета 3DNA были получены значения торсионных углов, с результатами можно ознакомиться по ссылке. Для сравнения данных углов с типичными значения торсионных углов ДНК, было получено среднее значение каждого типа угла, результаты представлены в таблице 2.

# α β γ δ ε ζ χ
тРНК -30,132203 35,2542373 39,825 85,46 -131,98667 -52,33 -123,70833
А-форма ДНК 62 173 52 88/3 178 -50 -160
В-форма ДНК 63 171 54 123/131 155 -90 -117

При сравнении торсионных углов можно сделать вывод, что только угол ζ тРНК имеет близкое значение с такими же углом А-формы ДНК.

Водородные связи

Водородные связи тРНК были определены с помощью программы analyze, с результатами выдачи можно ознакомиться по ссылке.

  1. Номера нуклеотидов, участвующих в образовании стеблей:
    1. 1...7 – 72…66
    2. 49…53 – 65…61
    3. 38…44 – 32…26
    4. 10…13 – 25…22
  2. Неканонические пары оснований.
  3. Программа analyze определила 10 не Уотсон-Криковских (неканонических) взаимодействий между основаниями, в выдаче они отмечены знаком ‘*’ (интересно, что программа определила некоторые G-C и A-U как неканонические. Скорее всего они являются Хугстиновскими парами оснований [1]):

    5U-68G, 49G-65U, 54U-58A, 55U-18G, 36U-33U, 38A-32C, 44A-26G, 14A-8U, 15G-48C, 16G-17U

  4. Дополнительные водородные связи:

  5. 54U–58A, 55U–18G, 36U–33U, 14A–8U, 15G–48C, 16G–17U, 19G–56C

Стекинг-взаимодействия

С данными о величине площади перекрывания 2-х последовательных пар азотистых оснований тРНК можно ознакомиться по ссылке. Максимальным значением характеризуется пара: G3-C70/G2-C71. (секция: 2 – величина: 11.95. Наименьшим ненулевым значением характеризуется пара: G10- C25/ A44-G26 (секция: 22 – величина: 1.56).

gg

Стекинг взаимодействия в парах G3-C70/G2-C71

gg

Стекинг взаимодействия в парах G10- C25/ A44-G26
Список литературы:
  1. Неканоническое спаривание оснований - Microtragus quadrimaculatus.