практикум №2

3DNA

Cравнительный анализ канонической ДНК и стеблей тРНК


Задание 1

Построенные программой fiber структуры ДНК: А-форма, В-форма, Z-форма.

Задание 2

По сравнению с предсказанной структурой ход остова эксперементальной структуры неровный, с небольшими смещениями (выравниваие выполнено в PyMOL).

Рис. 1. Выравнивание эксперементальной (1bna, зеленый) и предсказанной (gatc-b, розовый).

Заданное основание - цитозин. Выбран цитозин A/9 в структуре 1bna.

В сторону большой бороздки обращены атомы (красные на рис.2):
C9.N1, C9.C2, C9.O2, C9.N3
В сторону малой бороздки обращены атомы (синие на рис.2):
C9.C6, C9.C5, C9.C4, C9.N4

Рис. 2. Цитозин А/9.
Таблица 1. Характеристики различных форм ДНК.
A-форма В-форма Z-форма
Тип спирали Правая Правая Левая
Шаг спирали (Å) 25.9 30.9 42.3
Число основания на виток 11 10 12
Ширина большой бороздки (Å) 16.8
(A/DC'8/P - B/DT'35/P)		 17.2
(A/DT'11/P - B/DT'27/P)		 -
Ширина малой бороздки (Å) 8.0
(A/DT'11/P - B/DC'24/P)		 11.7
(A/DT'11/P - B/DA'34/P)		 7.2
(A/DG'7/P - B/DG'37/P)

В таблице 1 приведены числовые характеристики раличных форм ДНК, полученных с помощью программы fiber (поскольку в задании не уточнено, были выбраны предсказанные структуры как более удобные).

В Z-ДНК большая бороздка слабо различима, малая бороздка узкая и глубокая.

Задание 3

Для анализа была задана структура 1f7v.

3.1 Торсионные углы. С помощью конвейера 

find_pair -t 1f7v.pdb stdout | analyze

был получен файл 1f7v.out, из которого взяты значения торсионных углов для цепей исследуемой тРНК. Торсионные углы ДНК имеют постоянные значения, из чего можно сделать вывод, что заданная структура тРНК не похожа ни на одну из них (но притянуто, методом пристального взгляда, с натяжкой, на А-форму).

3.2 Структура водородных связей. Также из файла 1f7v.out взята информация о водородных связях, реализованных в структуре исследуемой тРНК.

Таблица 2. Координаты четырёх стеблей в составе тРНК (1f7v).
Номер стебля Начало Последовательность Конец
I 901 PUCCUCG 907
966 AAGGGGC 972
II 949 cCAGG 953
965 GGUCC 961
III 939 CCAGAA 944
931 GGUCPg 926
IV 910 gCCC 913
925 CGGC 922

Неканонические пары:

  1. P901-**--A972
    2. 

  2. 905U-*---G968
    3. 

  3. 954t-**--a958
    4. 

  4. 955P-**+-G917
    5. 

  5. 943A-**--P927
    6. 

  6. 944A-*---g926
    7. 

  7. 913C-**--C922
    8. 

  8. 914A-**--U908
    9. 

  9. 915A-**+-U948

Дополнительные водородные связи, стабилизирующие структуру тРНК.
Следующие комплементарные пары нуклеотидов не входят в состав стеблей: 953G-C961, 952t-a958, 955P-G917, 914A-U908, 915A-U948, 918G-C956.

3.3 Стекинг-взаимодействия. Выбор нуклеотидов, для которых предполагается стекинг-взаимодействие, проводился на основе значений из столбца sum (данные о площади перекрывания оснований). Максимальное значение (13.25) имеет 13 пара tP/Ga, минимальное ненулевое (1.52) - 20 пара Ag/Cg. Для построения изображений использовались Section#0013 и Section#0020 соответственно.

Рис. 3. Стандартное изображение стекинг-взаимодействия, максимум (step 13).
Рис. 4. Стандартное изображение стекинг-взаимодействия, минимум (step 20).