На главную страницу
На главную страницу третьего семестра

Структура тРНК

  1.  Из банка PDB получена структура 1asz.
    В ней содержится описание тРНК аспарагиновой кислоты (asp) из Saccharomyces cerevisiae.
    Макромолекулы:
    Также в структуре содержится две молекулы АТФ.

    Для дальнейшего изучения выбрана цепь R тРНК (далее – просто тРНК).
     

  2.  Последовательность тРНК: 
        UCCGUGAUAGUUPAAuGGuCAGAAUGGGCGCPUGUCgCGUGCCAGAUcGGGGTPCAAUUCCCCGUCGCGGAGCCA
    Нумерация: 601 .. 676, но пропущено основание 647.
    Модифицированные основания:
    613, 632, 655     PSU (P)     Псевдоуридин
    616, 619 H2U (u) Дигидроуридин
    637 1MG (g) 1-метилгуанин
    649 5MC (c) 5-метилцитозин

     
  3.  Структура тРНК (цепь R) проанализирована программой find_pair. Найдено три спирали (см. рис.), длиной 14, 12 и 1 основание. На рисунке они окрашены красным, зеленым и синим соответственно. Белым окрашены неспиральные участки.
    Далее приведено то же окрашивание на I структуре РНК: 
          ------>  ----->  >                    ----->    ----->
5'--- UCCGUGAUAGUUPAAuGGuCAGAAUGGGCGCPUGUCgCGUGCCAGAUcGGGGTPCAAUUCCCCGUCGCGGAGCCA ---3'
             <        <    <---------               <       < <  <-----------
    На схеме стрелки означают направление цепи в спирали. Таким образом, спираль состоит из участков цепи, окрашенных в один цвет и имеющих разное направление на схеме.
       скрипт-файл RasMol

    Если под СПИРАЛЬЮ понимать только СТЕБЕЛЬ во II структуре, то общая картина упрощается: 

          ------>  --->            ----->                            ---->
5'--- UCCGUGAUAGUUPAAuGGuCAGAAUGGGCGCPUGUCgCGUGCCAGAUcGGGGTPCAAUUCCCCGUCGCGGAGCCA ---3'
                           <---             <-----   <----            <------
    Здесь видны четыре стебля "клеверного листа": основной (красный) и три "боковых".
    Их пространственная укладка:
       скрипт-файл RasMol

     
  4.   В структуре найдено два примера внеспирального взаимодействия оснований (1й и 2й скрипт).

    Всего в тРНК 9 неканонических пар оснований (по данным программы find_pair): 

     605_:[..U]U-*---G[..G]:.668
 654_:[..T]T-**--A[..A]:.658
 655_:[PSU]P-**+-G[..G]:.617
 640_:[..U]U-*---G[..G]:.630
 644_:[..A]A-*---G[..G]:.626
 610_:[..G]G-*---U[..U]:.625
 613_:[PSU]P-*---G[..G]:.622
 614_:[..A]A-**--U[..U]:.608
 615_:[..A]A-**+-U[..U]:.648
    Рассмотрим наиболее выраженные из них:
    цитозин – псевдоуредин гуанин – аденин
    гуанин – урацил аденин – урацил
    Связь возникает между NH-группой урацила и N 5членного кольца аденина

    Четыре стебля образуют две спирали.
    Обе длинные спирали похожи на A-форму ДНК. Действительно, они имеют большой диаметр (в центре расположена "дырка"), плоскости основания сильно наклонены относительно перпендикуляра, около 11 оснований в одном витке, шаг спирали меньше 30 ангстрем. Это правые спирали.
    Торсионнуе углы сильно искажены (по результатам программы analyze).
     

  5.   С помощью программы einverted проведен поиск инвертированных последовательностей в тРНК.

    Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные последовательности в НК. Получен результат: 
    
 sequence: Score 82: 19/31 ( 61%) matches, 4 gaps
       1 tccgtgatagtttaatg--gtcaga-atgg-gcgc 31     
         |||| ||  |   | ||    | ||  |||  |||
      71 aggcgctgccccttaacttggggctagaccgtgcg 37
    Данное выравнивание похоже на реальную структуру только начальным фрагментом (основной стебель). Остальные стебли не совпадают.
     

  6.   Для предсказания II структуры тРНК использована программа mfold. Наиболее близкая к реальности структура изображена на рисунке (Синие точки означают неканонические взаимодействия).

    Это изображение (№3) получено при параметре P больше 10.

©Семенюк Павел