Учебный сайт Карины Сим
  • Главная
  • Семестры
  • Обо мне
  • ФББ

    Практикум 3

    Задание 1

    В данном задании была предсказана вторичная структура тРНК различными способами: путём поиска инвертированных повторов и по алгоритму Зукера с помощью ViennaRNA. Полученные результаты я сравнила с результатами, полученными ранее с помощью программы find_pair пакета 3DNA.

    Программа einverted была запущена со следующими параметрами:

    Gap: 12

    Threshold: 10

    Match: 3

    Mismatch: -3

    В результате работы программы einverted был найден только участок, соответствующий акцепторному стеблю. При уменьшении параметра threshold результат выдачи не менялся.

    Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера с помощью ViennaRNA представлено на рисунке 1.

    Рисунок 1
    Рисунок 1. Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера с помощью ViennaRNA.

    В таблице 1 представлено сравнение реальной и предсказанной вторичной структуры тРНК.

    Таблица 1. Сравнение реальной и предсказанной вторичной структуры тРНК.

    Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
    Акцепторный стебель 902-907, 966-971 902-907, 966-971 Предсказано 6/6 пар
    D-стебель 910-912, 923-925 – Предсказано 3/3 пар
    T-стебель 949-953, 961-965 – Предсказано 5/5 пар
    Антикодоновый стебель 937-944, 926-933 – Предсказано 5/8 пар
    Общее число канонических пар нуклеотидов 19 6 20

    Задание 2

    В данном задании использовалась структура 1P47.

    При помощи программы define JMol были последовательно заданы множества атомов кислорода 2'-дезоксирибозы, кислорода в остатке фосфорной кислоты и азота в азотистых основаниях.

    Скрипт для множеств атомов

    Далее был написан скрипт, который даёт последовательное изображение всей структуры ДНК, структуры ДНК в проволочной модели и этой же структуры с выделенными шариками множествами атомов из предыдущего скрипта.

    Скрипт для последовательного изображения структуры

    Следующей целью было рассмотрение ДНК-белковых контактов в заданной структуре.

    Я считала атомы кислорода и азота полярными, а атомы углерода, фосфора и серы – неполярными.

    Полярным контактом я считала ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5Å.

    А неполярным контактом – в которой расстояние между неполярным атомом белка и неполярным атомом ДНК меньше 4.5Å.

    Для заданной структуры было определено количество контактов разной природы между ДНК и цепью А белка (таблица 2).

    Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1P47.pdb.

    Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
    остатками 2'-дезоксирибозы 1 8 9
    остатками фосфорной кислоты 11 10 21
    остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 14 19 33
    остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 0 0

    Заметим, что в ДНК-белковых взаимодействиях преобладают неполярные связи.

    Также связи с остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки не образуются (по крайней мере в случае заданной структуры). В то же время с остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки образуется довольно много связей.

    ДНК-белковые контакты были визуализированы при помощи программы nucplot (рисунок 2).

    Рисунок 2 Рисунок 2 Рисунок 2 Рисунок 2
    Рисунок 2. Схема ДНК-белковых взаимодействий, полученная с помощью программы nucplot.

    На данной схеме я выбрала аминокислотный остаток с наибольшим количеством контактов с ДНК. Это Arg146, который имеет 2 связи с ДНК.

    Можно предположить, что этот же остаток является наиболее важным для распознавания ДНК, так как имеет наибольшее количество контактов с ДНК.

    Для данного контакта при помощи программы PyMol была создана визуализация (рисунок 3).

    Рисунок 1
    Рисунок 3. Взаимодействие Arg146 с ДНК.