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.
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.
Рисунок 2.
Также был проведён анализ сгенерированных форм ДНК. Результаты этих измерений приведены в таблице 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.
Рисунок 3.
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.
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.
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.
Рисунок 7.