Практикум 3. A- и В- формы ДНК. Структура РНК

Задание 1

С помощью программы fiber пакета 3DNA были построены A-, B- и Z-формы дуплекса ДНК, одна из нитей которого имеет последовательность GATC. Они сохранены в файлах gatc-a.pdb, gatc-b.pdb, gatc-z.pdb.

Задание 2

Заданное мне основание - гуанин, для выполнения задания была выбрана B-форма ДНК (gatc-b.pdb и 1BNA.pdb с последовательностью CGCGAATTCGCG). В PyMOL были визуально определены малая и большая бороздки (большая шире и глубже), после чего в PyMOL и ChemSketch обозначены красным атомы гуанина, смотрящие в сторону большой бороздки, и синим – в сторону малой

В сторону большой бороздки обращены атомы G4.N1, G4.C5, G4.C6, G4.O6, G4.N7, G4.C8

В сторону малой бороздки обращены атомы G4.C2, G4.N2, G4.N3, G4.C4, G4.N9

Таблица 1. Сравнение характеристик A-, B- и Z-форм ДНК

	A-форма	B-форма	Z-форма
Тип спирали	Правая	Правая	Левая
Шаг спирали (Å)	28.0	33.8	43.5
Число оснований на виток	11	10	12
Ширина большой бороздки	17.0 (A/DC`16 – B/DC`28)	17.9 (A/DC`4 – B/DG`33)	18.6 (A/DG`13 – B/DC`26)
Ширина малой бороздки	8.0 (A/DT`7 – B/DC`28)	11.7 (A/DC`12 – B/DG`33)	9.9 (A/DG`19 – B/DC`26)

Задание 3

Для анализа я использовал данную мне структуру 1N78 – глутаминовая тРНК из Escherichia coli. Структура была обработана с помощью программ пакета 3DNA

Примененные команды:

wget https://files.rcsb.org/download/1N78.pdb
remediator --old ''1N78.pdb'' > ''1N78_old.pdb''
find_pair -t 1N78_old.pdb stdout | analyze

Далее работа велась с файлом 1N78_old.out. Была найдена информация о водороднх связях в структуре тРНК, а также определены стебли и выявлены неканонические пары между основаниями.

Таблица 2. Стебли 1N78

Тип стебля	Координаты участков
Акцепторный стебель	501-507 – 566-572
T-стебель	549-553 – 561-565
Антикодоновый стебель	538-544 – 526-532
D-стебель	510-513 – 522-525

Таблица 3. Неканонические пары 1N78

Strand I	Strand II	Пара
502	571	G–U
554	558	U–A
555	518	U–G
538	532	A–C
544	526	A–G
513	522	U–G
508	546	U–A
514	521	A–A
515	548	G–C

Таблица 4. Дополнительные водородные связи, стабилизирующие третичную структуру тРНК

Strand I	Strand II	Пара
554	558	U–A
555	518	U–G
538	532	A–C
544	526	A–G
508	546	U–A
514	521	A–A
515	548	G–C

Фрагмент файла 1N78_old.out

            Strand I                    Strand II          Helix
   1   (0.004) ....>C:.501_:[..G]G-----C[..C]:.572_:C<.... (0.005)     |
   2   (0.007) ....>C:.502_:[..G]G-*---U[..U]:.571_:C<.... (0.008)     |
   3   (0.003) ....>C:.503_:[..C]C-----G[..G]:.570_:C<.... (0.003)     |
   4   (0.003) ....>C:.504_:[..C]C-----G[..G]:.569_:C<.... (0.007)     |
   5   (0.005) ....>C:.505_:[..C]C-----G[..G]:.568_:C<.... (0.009)     |
   6   (0.005) ....>C:.506_:[..C]C-----G[..G]:.567_:C<.... (0.003)     |
   7   (0.004) ....>C:.507_:[..A]A-----U[..U]:.566_:C<.... (0.006)     |
   8   (0.004) ....>C:.549_:[..G]G-----C[..C]:.565_:C<.... (0.002)     |
   9   (0.001) ....>C:.550_:[..G]G-----C[..C]:.564_:C<.... (0.003)     |
  10   (0.007) ....>C:.551_:[..G]G-----C[..C]:.563_:C<.... (0.002)     |
  11   (0.003) ....>C:.552_:[..G]G-----C[..C]:.562_:C<.... (0.003)     |
  12   (0.005) ....>C:.553_:[..G]G-----C[..C]:.561_:C<.... (0.004)     |
  13   (0.003) ....>C:.554_:[..U]U-**--A[..A]:.558_:C<.... (0.008)     |
  14   (0.003) ....>C:.555_:[..U]U-**+-G[..G]:.518_:C<.... (0.003)     x
  15   (0.003) ....>C:.538_:[..A]A-**--C[..C]:.532_:C<.... (0.005)     |
  16   (0.005) ....>C:.539_:[..G]G-----C[..C]:.531_:C<.... (0.004)     |
  17   (0.003) ....>C:.540_:[..G]G-----C[..C]:.530_:C<.... (0.004)     |
  18   (0.005) ....>C:.541_:[..C]C-----G[..G]:.529_:C<.... (0.005)     |
  19   (0.004) ....>C:.542_:[..C]C-----G[..G]:.528_:C<.... (0.005)     |
  20   (0.006) ....>C:.543_:[..G]G-----C[..C]:.527_:C<.... (0.003)     |
  21   (0.005) ....>C:.544_:[..A]A-**--G[..G]:.526_:C<.... (0.004)     |
  22   (0.006) ....>C:.510_:[..G]G-----C[..C]:.525_:C<.... (0.004)     |
  23   (0.004) ....>C:.511_:[..U]U-----A[..A]:.524_:C<.... (0.003)     |
  24   (0.002) ....>C:.512_:[..C]C-----G[..G]:.523_:C<.... (0.011)     |
  25   (0.004) ....>C:.513_:[..U]U-*---G[..G]:.522_:C<.... (0.007)     |
  26   (0.004) ....>C:.508_:[..U]U-**--A[..A]:.546_:C<.... (0.003)     |
  27   (0.007) ....>C:.514_:[..A]A-**--A[..A]:.521_:C<.... (0.005)     |
  28   (0.018) ....>C:.515_:[..G]G-**+-C[..C]:.548_:C<.... (0.012)     x
  29   (0.004) ....>C:.519_:[..G]G-----C[..C]:.556_:C<.... (0.002)     +