Исследование структуры тРНК

  1. Краткое описание структуры в файле 1EVV.pdb
  2. В файле приведены координаты атомов следующих молекул:
    1.PHENYLALANINE TRANSFER RNA ( Фенилаланиновая тРНК ),одна цепь.

    Молекула получена из организма дрожжей : SACCHAROMYCES
    Для исследования была выбрана цепь A, представляющая фенилаланиновую тРНК со следующей последовательностью:

    [1] 5' - G C G G A U U U A 2MG C U C A G H2U H2U G G G A G A G C M2G C C A G A OMC U OMG A A YG A PSU 5MC U G G A G 7MG U C 5MC U G U G 5MU PSU C G 1MA U C C A C A G A A U U C G C A C C A - 3' [76],

    где 901 и 970 - номера первого и последнего нуклеотида.
    В выбранной цепи отмечу большое количество модифицированных оснований и что на 3'-конце есть триплет CCA(C74,C75,A76), к которому присоединяется аминокислота.
    В файле PDB приведены координаты атомов этого триплета.

  3. Исследование вторичной структуры
  4. С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями (1EVV.fp). В соответствии с полученными данными
    акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 72-66.
    Т-стебель - из участков 49-53 и 65-61
    D-стебель - из участков 10-13 и 25-22
    антикодоновый стебель - из участков 38-44 и 32-26

    Визуализация расположения стеблей т-РНК с помощью программы RasMol.


    На картинке изображена т-РНК в остовной модели.
    Акцепторный стебель выделен красным, T-стебель зеленым,
    D-стебель синим и антикодоновый стебель оранжевым.

    Рис.1. Вторичная структура молекулы фенилаланиновой тРНК из SACCHAROMYCES Скрипт для получения изображения:

    background white
    restrict none
    select all
    backbone 70
    color white
    select 1-7
    or 66-72
    color red
    select 49-53
    or 61-65
    color green
    select 10-13
    or 22-25
    color blue
    select 38-44
    or 26-32
    color orange

    Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 20 канонических и 3 неканонические пары оснований.

    Ниже приведено изображение неканонической пары из акцепторного стебля:


    Взаимодействие остатков G4 и U69

    Дополнительные характеристики т-РНК:

    -в структуре нет вариабельной петли,
    -в T-петле отсутствует остаток тимидинна,
    -в D-петле отсутствует остаток дигидроуридина.

  5. Исследование третичной структуры
  6. 1. Данные о предположительных стрекинг-взаимодействиях получены в результате выполнения команды:
    find pair -t 11QRT.pdb stdout | analyze и содержатся в выходном файле - 1EVV.out.
    Всего было выдано 28 потенциально возможных взаимодействий.
    Перекрытие Uc/GA, обладающее площадью (4,19 квадратных ангстрем), было замечено под номером 7.
    Это - стрекинг-взаимодействие между основаниями U7 и A66 конца акцепторного стебля и с49 и G65 начала T-стебля.

    Изображение соответствующего стекинг-взаимодействия получено при помощи выполнения последовательных команд:
    ex_str -7 stacking.pdb step7.pdb (вырезание нужной структуры в отдельный файл),
    stack2img -cdolt step7.pdb step7.ps (построение изображения).




    2. Среди шести водородных взаимойдейсвий вне стеблей я выделил три, которые происходят между основаниями D и Т-петель.
    Это пары нуклеотидов
    U54 - a58
    U55 - G18
    G15 - C48

    Неканоническая среди них только одна U55 - G18.

  7. Предсказание вторичной структуры тРНК
  8. Программа einverted.


    Вводимая нуклеотидная последовательность: 1EVV.fasta

    Штраф за гэп [12]: 4
    (именно при этом значении получились наиболее адекватные р-ты)

    Минимальное значение порога [50]:15
    Пробовались значения 20,50 (улучшения эти значения не принесли)
    Значение основания (канонической пары) [3]:3

    Значение неканонической пары("несоответствие") [-4]:-4

    Выходной файл :1EVV.inv

    Выравнивание

    1EVV: Score 16: 8/10 ( 80%) matches, 0 gaps
          22 gagcgccaga 31      
             || | |||||
          48 ctggaggtct 39      
    
    1EVV: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps
          49 ctgtg 53      
             |||||
          65 gacac 61      
        
    


    Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1EVV.pdb

    Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
    Акцепторный стебель 5' 1-7 3'
    5' 66-72 3'
    Всего 7 пар
    Предсказано 0 пар из 7 реальных Предсказано 6 пар из 7 реальных
    D-стебель 5' 10-13 3'
    5' 22-25 3'
    Всего 4 пары
    Предсказано 0 пар из 4 реальных Предсказано 4 пары из 4 реальных
    T-стебель 5' 49-53 3'
    5' 61-65 3'
    Всего 5 пар
    Предсказано 5 пар из 5 реальных Предсказано 5 пар из 5 реальных
    Антикодоновый стебель 5' 38-44 3'
    5' 26-32 3'
    Всего 7 пар
    Предсказано 5 пар из 7 реальных Предсказано 5 пар из 7 реальных
    Общее число канонических пар нуклеотидов 23 пары 10 пар 20 пар



    Алгоритм Зукера

    Заданная команда без значения параметраа Р (default P=5)
    mfold SEQ=trna.fasta


    При увеличенни параметра "P" программа выдавала много структур, которые не оказались лучше первоначальной.

    Изображение, полученное с помощью mfold:

Выводы:
Программа einverted, скорее всего, предназначена для работы с ДНК (это видно по замене урацилов на тимины).
На анализе т-Рнк специализируется программа mfold (использующая алгоритм Зуккера) , сразу предсказавшая практически
правильную структуру.

Главная страница
©Голяев Виктор