Учебный сайт Орлова Артёма

Практикум 2. Формы и структуры нуклеиновых кислот.

Задание 1

Скачать pdb-файлы форм ДНК, сгенерированные программой fiber пакета 3DNA: A-DNA, B-DNA, Z-DNA

Задание 2

На рисунке 1 показано расположение одного остатка тимина в двойной цепи A-формы ДНК (pdb: 3V9D). Тимин (7:B) изображен с помощью шариково-стержневой модели. Изображение было получено программой Jmol.

Рис.1

Рисунок 1.

На рисунке 2 с помощью программы MarvinSketch приведено изображение остатка тимина. Красным цветом покрашены атомы, обращенные к большой бороздке А-ДНК, синим - к малой бороздке.

Атомы, обращенные к большой бороздке: [DT]7:B.C4, [DT]7:B.O4, [DT]7:B.C5, [DT]7:B.C7.

Атомы, обращенные к малой бороздке: [DT]7:B.N1, [DT]7:B.C2, [DT]7:B.O2, [DT]7:B.N3.

Рис.2

Рисунок 2.

Также был проведён анализ сгенерированных форм ДНК. Результаты этих измерений приведены в таблице 1.

Таблица 1

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

12

Ширина большой бороздки (Å)

9.63 ([DA]2:A.P - [DC]32:B.P)

20.58 ([DT]11:A.P - [DG]25:B.P)

8.68 ([DG]33:B.P - [DG]13:A.P)

Ширина малой бороздки (Å)

18.5 ([DC]32:B.P - [DG]13:A.P)

13.2 ([DT]35:B.P - [DT]11:A.P)

23.51 ([DC]2:A.P - [DC]34:B.P)

Задание 3

С помощью программ find_pair и analyze пакета 3DNA были получены параметры структуры тРНК (pdb:1GTR). Результаты работы программ приведены в этом файле. На рисунках 3 и 4 показаны значения измеренных торсионных углов в остатках тРНК.

Рис.3

Рисунок 3.

Рис.4

Рисунок 4.

При сравнении со средними значениями торсионных углов А и B форм ДНК (рисунок 5) можно сделать вывод, что полученные значения больше похожи на значения A-ДНК. Особенно это заметно на примере дельта (delta) и хи (chi) углов.

Рис.5

Рисунок 5.

При анализе водородных связей (рисунок 6) в тРНК удалось выделить 4 стебля со следующими координатами остатков:

1) 2-7/66-71

2) 49-53/61-65

3) 39-43/27-31

4) 10-12/23-25

Комплементарная пара G19/C56 (строка 28 рисунка 6) не относится к стеблям. Следовательно, можно предположить, что она стабилизирует третичную структуру молекулы.

Рис.6

Рисунок 6.

Также были обнаружены неканонические пары:

U54-A58; U55-G18; A37-U33; U38-U32; C44-A26; A13-A45; A14-A21; G15-G48

Подробная информация о водородных связях в этих парах представлена на рисунке 7.

Рис.7

Рисунок 7.