Anna Zheltova
A-, B-, Z- form DNA (A-, B-, Z-формы ДНК)
Complexes of DNA-protein (Комплексы ДНК-белок)
Reading Sanger sequencing (Прочтение последовательностей по Сэнгеру)
Nucleotide databanks (Нуклеотидные банки данных)
Aligning genomes (Выравнивание геномов)
The genes of prokaryotes (Гены прокариот)
The genes of eukaryotes (Гены эукариот)
Задание 1.
С помощью программы fiber пакета 3DNA были построены A-, B- и Z-формы дуплекса ДНК, последовательность одной из нитей которого представляет собой 5 раз повторенную последовательность "gatc".
Структура дуплекса в А-форме , структура дуплекса в В-форме , структура дуплекса в Z-форме .
Задание 2
Упражнение 1.
С помощью программы Jmol была представлена разная покраска по атомам A-формы ДНК.
Используемые команды:
Cахаро-фосфатнsq остов - фиолетовый , азотистые основания (гуанин, цитозин и тимина - синий , аденин - красный ) и атомы N7 гуанина - желтый.
В этом упражнении использовали файл А-формы, созданный в задании 1.
Упражнение 2.
В данном упражнении требовалось получить файлы PDB комплексов тРНК и ДНК с белками.
Скачать PDB-файлы:
Упражнение 3.
Заданные структуры ДНК и РНК были проверены на наличие разрывов.
Для изучения структуры ДНК был выбран pdb-файл с идентификатором в банке 1XBR, заключающий в себе траскрипцию ДНК. Разрывов обнаружено не было.
Для изучения структуры РНК был выбран pdb-файл с идентификатором в банке 1EXD, заключающий в себе крепко-связанную глютаминовую тРНК с глютаминаминоацил-тРНК-синтетазой. Разрыв в цепи тРНК был обнаружен только в режиме визуализации wireframe (был обнаружен отдельно располагающийся аденин (998)).
Цепь тРНК окрашена градиентно (окраска monomer): холодные тона соответствуют 5’-концу, тёплые тона соответствуют 3’-концу. Нуклеотид, не связанный с основной цепью тРНК, выделен белым цветом. На первом рисунки приведены команды Jmol.
Задание 3.
Было проведено сравнение структур 3-х форм ДНК с помощью средств JMol.
Упражнение 1.
Для анализа был выбран аденин остатка 34 цепи B. В сторону большой бороздки обращены атомы С6, N7, C5, N6. В сторону малой - атомы N9, C4, N3, C2. Остальные атомы (N1 и C8) лежат на границе, разделяющей малую и большую бороздку.
В А-форме в малой бороздке лежат атомы С6, N7, C5, N6. В большой бороздке лежат атомы N9, C4, N3, C2. При этом атомы N1 и C8 не относятся ни к одной из бороздок.
В Z-форме ДНК аденин отсутствует
34 аденин из файла с А-формой ДНК:
.png)
.png)
Структура аденина, на которой отображено, какие атомы составляют большую и малую бороздки в А-форме. Фиолетовые - большую, зеленые - малую.
34 аденин из файла с B-формой ДНК:
.png)
Структура аденина, на которой отображено, какие атомы составляют большую и малую бороздки в B-форме.Зеленые - большую, фиолетовые - малую.
Упражнение 2.
Измерения произведены с помощью Jmol в структурах, полученных в начале занятия.
Сравнение свойств различных форм ДНК.
| A-форма | B-форма | Z-форма | |
| Тип спирали (правая или левая) | правая | правая | левая |
| Шаг спирали (Å) | 28,03 | 33,75 | 43,5 |
| Число оснований на виток | 11 | 10 | 11 |
| Ширина большой бороздки | 16,81 (A34-G9) | 17,21 (A34-C4) | 18,3 (C30-C8) |
| Ширина малой бороздки | 7,98 (A26-G9) | 11,69 (A34-T11) | 7,2 (G13-G31) |
Упражнение 3.
Было проведено сравнение торсионных углов в структурах А- и В-форм.
Торсионные углы измерялись у 30 аденина.
| α P-O5' | β O5'-C5' | γ C5'-C4' | σ C4'-C3' | ε C3'-O3' | ζ O3'-P | χ C1'-N | |
| A-DNA | -51,70 | 174,80 | 41,67 | 79,14 | -147,78 | -75,12 | -157,23 |
| A-DNA (презентация) | -62 | 173 | 52 | 88,3 | 178 | -50 | -160 |
| B-DNA | -29,87 | 136,38 | 31,10 | 143,42 | -140,77 | -160,52 | -97,99 |
| B-DNA (презентация) | -63 | 171 | 54 | 123 131 | 155 | -90 | -117 |
В А и В-формах ДНК наиболее сильно отличаются углы дельта и зета.
Задание 4.
Упражнение 1
| Форма | α | β | γ | δ | ε | ζ | χ |
| А | -51.7 | 174.8 | 41.7 | 79.1 | -147.8 | -75.1 | -157.2 |
| В | -29.9 | 136.3 | 31.2 | 143.3 | -140.8 | -160.5 | -98.0 |
| Z(C) | -139.5 | 136.7 | 50.9 | 137.6 | -96.5 | 81.9 | -154.3 |
| Z(G) | 52.0 | 179.0 | -173.8 | 94.9 | -103.6 | -64.8 | -58.7 |
| тРНК | -71.9 | 179.9 | 53.2 | 81.6 | -166.3 | -63.7 | -165.0 |
| ДНК (средний угол) | -35.17 | 80.24 | 24.1 | 137.30 | -106.82 | -110.73 | -109.03 |
| Цитозин (под номером 11) | 63.00 | -142.70 | -121.40 | 127.90 | -162.80 | -88.50 | -150.10 |
Были найдены средние значения торсионных углов для структур молекул ДНК и тРНК. Значения торсионных углов α, γ и δ цитозина под номером 11 цепи 1 ДНК больше всего отличаются от своих средних значений.
В структуре тРНК не было обнаружено остатков с несколькими торсионными углами, чьи значения больше всего отличаются от среднего.
Значения торсионного угла ε остатка 7 цепи 1 тРНК больше всего отличается от своего среднего значения.
Упражнение 2.
Для определения возможных водородных связей между азотистыми основаниями я использовала программу find_pair.
Акцепторный стебель состоит из участка 902-907 и комплементарного ему участка 971-966.
T-стебель состоит из участка 949-953 и комплементарного ему участка 965-961.
D-стебель состоит из участка 910-913 и комплементарного ему участка 925-922.
Антикодоновый стебель состоит из участка 927-931 и комплементарного ему участка 943-939.
Неканонические пары:
(0.005) B:.955_:[..U]Ux**+xG[..G]:.918_:B (0.009)
(0.004) B:.938_:[..U]U-*---U[..U]:.932_:B (0.006)
(0.008) B:.944_:[..A]Ax*---A[..A]:.926_:B (0.015)
(0.012) B:.913_:[..A]A-**+xG[..G]:.946_:B (0.008)
(0.006) B:.914_:[..A]A-*--xA[..A]:.921_:B (0.008)
(0.015) B:.915_:[..G]Gx**+xU[..U]:.948_:B (0.012)
Они отмечены звёздочками (13 U-G, 15 U-U, 21 A-A, 25 A-G, 26 A-A, 27 G-U).
Дополнительные водородные связи в тРНК, стабилизирующие ее третичную структуру:
Остатки 919 и 956, 918 и 955, 913 и 946, 915 и 948.
Упражнение 3.
В упражнении 3 задания 4 было необходимо построить модель стекинг-взаимодействий между азотистыми основаниями с наибольшей площадью перекрывания.
Наибольшая площадь перекрывания достигается между парами оснований G-C 11 остатка и U-A 12 остатка.
Изображение, иллюстрирующее стекинг-взаимодействия между остатками:
Вид стекинг-взаимодействия через JMol:
