На главную третьего семестра   На главную

Структура тРНК

  1. Был получен для изучения файл с PDB-кодом 1ffy.

    В файле 1ffy.pdb описана тРНК из Staphylococcus aureus с идентификатором цепи T.

    Всего в файле 1ffy.pdb описаны 2 молекулы:

    1. Изолейцин-тРНК синтетаза (SYNONYM: ISOLEUCINE--TRNA LIGASE, ILERS), цепь A, идентификатор EC: 6.1.1.5 (белок был синтезирован);
    2. Изолейциновая тРНК, цепь T (была синтезирована)

  2. Последовательность тРНК из файла 1ffy.pdb: 
    G   G   G   C   U   U   G   U   A   G   C   U   C          
A   G   G   U   G   G   U   U   A   G   A   G   C          
G   C   A   C   C   C   C   U   G   A   U   A   A          
G   G   G   U   G   A   G   G   U   C   G   G   U          
G   G   U   U   C   A   A   G   U   C   C   A   C          
U   C   A   G   G   C   C   C   A   C
    Модифицированных оснований нет. Имеется вставка: 21A, вставлен дезоксиробоаденозинмонофосфат. Нумерация нуклетидов начинается с 7409 и заканчивается номераом 9011.

  3. Структура тРНК была поанализирована программой find_pair. Сначала была получена структура тРНК отдельно, для этого в RasMol'е была выполнена команда save 1ffy1.pdb. Получееный файл был проанализирован программой find_pair. использовавшаяся команда: 
     find_pair -t 1ffy1.pdb stdout | analyze
    Среди выданных программой файлов находился скрипт col_helices.scr для выделения различных α-спирлей структуры.
    В итоге в структуре оказалось 4 спирали.
    Номер спирали Длина спирали Атомы, входящие в спираль
    I 14 нуклеотидных пар 
     1:T, 72:T
 2:T, 71:T
 3:T, 70:T
 4:T, 69:T
 5:T, 68:T
 6:T, 67:T
 7:T, 66:T
49:T, 65:T
50:T, 64:T
51:T, 63:T
52:T, 62:T
53:T, 61:T
54:T, 58:T
55:T, 18:T
    II 14 нуклеотидных пар 
    36:T, 33:T
38:T, 32:T
39:T, 31:T
40:T, 30:T
41:T, 29:T
42:T, 28:T
43:T, 27:T
44:T, 26:T
10:T, 25:T
11:T, 24:T
12:T, 23:T
13:T, 22:T
14:T,  8:T
15:T, 48:T
    III 1 нуклеотидная пара 
    16:T, 17:T
    IV 1 нуклеотидная пара 
    19:T, 56:T
    		Участки, входящие в разные спирали. 
     1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
 G  G  G  C  U  U  G  U  A  G  C  U  C  A  G  G  U  G  G  U
 
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
 U  A  G  A  G  C  G  C  A  C  C  C  C  U  G  A  U  A  A  G

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
 G  G  U  G  A  G  G  U  C  G  G  U  G  G  U  U  C  A  A  G

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75
 U  C  C  A  C  U  C  A  G  G  C  C  C  A  C
    Красным покаршена спираль I, зеленым - II, синим - III и желтым - IV.

  4. Изображение цепи тРНК, созданное RasMol.
    Изображение построено на основе файла 1ffy1.pdb, содержащего только структуру тРНК.

    Последовательность команд, использованная для создания картинки 
    select all
backbone 150
wireframe off
select 2:T and *.P
label G 2 chain T/5' konech 
select 74:T and *.P
label C 74 chain T/3' konech
define helix1 1-7:T, 49-55:T, 18:T, 58:T, 61-72:T
define helix2 36:T, 38-44:T, 10-15:T, 48:T, 8:T, 22-33:T
define helix3 16-17:T
define helix4 19:T, 56:T 
select helix1
color red
select helix2
color green
select helix3
color blue
select helix4
color yellow
    		Изображение цепи тРНК

    		Красным покаршена спираль I, зеленым - II, синим - III и желтым - IV

  5. Анализ структуры средствами RasMol.
    • Пример внеспирального стекинг-взаимодействия между основаниями

      Взаимодействующие основания подписаны. На изображении выделено 2 остатка U 21 chain T, один из них участвует во внеспиральном стекинг-взаимодействии, второй нет, но обратиться к ним отдельно не получилось.

    • Пример водородных связей между основаниями, не сводящийся к Уотсон-Криковскому спариванию комплементарных оснований.

      Данные из файла 1ffy.out. '*' обозначены не сводящийся к Уотсон-Криковскому спариванию комплементарных оснований. 

                 Strand I                    Strand II   
  5   (0.007) T:...5_:[..U]U-*---G[..G]:..68_:T (0.009)
 ...
  8   (0.006) T:..49_:[..G]G-*---U[..U]:..65_:T (0.005)
 ...
 14   (0.008) T:..55_:[..U]Ux**+xG[..G]:..18_:T (0.011)
 15   (0.011) T:..36_:[..U]Ux**+-U[..U]:..33_:T (0.005)
 16   (0.013) T:..38_:[..A]A-*---C[..C]:..32_:T (0.003)
 ...
 22   (0.009) T:..44_:[..A]Ax*---G[..G]:..26_:T (0.011)
 ...  
 29   (0.005) T:..16_:[..G]Gx**-xU[..U]:..17_:T (0.003)

      Пример не Вотсон-Криковского взаимодействия между остатками U 5 chain T и G 68 chain T.

  6. Анализ формы спиралей тРНК.

    Спираль I Вид сверху
    		Длины бороздок:
    Длина большой бороздки 11.446 (C64T.P-G2T.P)
    Длина малой бороздки 16.301 (U54T.P-C64T.P)
    Спираль II Вид сверху
    		Длины бороздок:
    Длина большой бороздки 9.080 (C25T.P-G40T.P)
    Длина малой бороздки 17.946 (A14T.P-C25T.P)

    Как визуально, так и по данным длин малой и большой бороздок двух спиралей тРНК видно, что обе спирали похожи на А-форму ДНК.

  7. Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные последовательности в НК.
    Программа запускалась с параметром Minimum score threshold 10, так как при значениях параметра 50, 40 и 30, программа не давала никакого результата. По выданным прграммой выравниваниям можно предположить возможные двуспиральные участки в последовательности исследуемой РНК. Было получено 2 выранивания между 23-32м и 49-40м основаними и 1-7м и 62-57м основаними. 
    seq: Score 16: 8/10 ( 80%) matches, 0 gaps
      23 gagcgcaccc 32      
         || | |||||
      49 ctggagtggg 40      

seq: Score 14: 6/7 ( 85%) matches, 0 gaps
       1 gggcttg 7       
         || ||||
      63 cctgaac 57
    Участки 23-32 и 1-7 целиком входят во вторую и первую спирали соответсвенно. Участок 40-49 входит в спираль 2 (40-44, 48) и спираль 1 (49). Поэтому лишь часть первого выравнивания соответсвует полученным ранее данным. Участок 57-63 входит в спираль 1 (61-63), поэтому часть второго выравнивания соответсвует данным о спиралях исследуемой тРНК. В общем можно сказать, что программа не очень хорошо справилась с задачей по поиску спиралей с заданной тРНК, но и сказать, что результатов никаких нет нельзя. Скорее всего это обусловлено в первую очередь сложностью структуры. Так же на результативность выравнивания повлияли внеспиральные стекинг-взаимодействия между основаниями.

  8. Анализ последовательности тРНК программой mfold. Команда, использовавшаяся для работы с программой mfold: 
    mfold SEQ=1ffy.fasta P=10
    При изменениях параметра P количество изображений на выходе не менялось. Всего получено 7 различных вторичны структур. Максимально близкое к реальности, то есть к виду клеверного листа, оказалось 6е изображение.

©Dzhanibekova Anastasia