A-, В- и Z- формы ДНК. Структура РНК

Задание 1

С помощью программы fiber пакета 3DNA были построены модели A- и B- форм ДНК последовательности 'gatc', повторенной 5 раз, и Z-формы ДНК последовательности 'gc', повторенной 10 раз.

A-форма

B-форма

Z-форма

Задание 2

Анализ распределения атомов аденина по большой и малой борозке спирали ДНК

Для анализа был выбран аденин в 30 положении B-цепи B-формы ДНК.

Аденин

Рис. 1.Структура аденина. Атомы, напралевленные в сторону большой бороздки (красные) и малой бороздки (синие)

Большая бороздка: a30.c5, a30.c6, a30.n6, a30.cn7, a30.c8

Малая бороздка: a30.c2, a30.n3

Анализ свойств структур, полученных в задании 1

Табл. 1. Свойства различных форм ДНК
A-форма B-форма Z-форма
Тип спирали правая правая левая
Шаг спирали (Å) 28.03 33.75 43.5
Число оснований на виток 11 10 12
Ширина большой бороздки (Å) 16.81 (16:A.P-27:B.P) 17.21 (7:A.P-31:B.P) 14.73 (12:A.P- 30:B.P)
Ширина малой бороздки (Å) 7.98 nm (8:A.P- 27:B.P ) 11.69 (14:A.P -31:B.P) 7.2 (13:A.P-31:B.P)

Задание 3.

Анализ торсионных углов

Значения торсионных углов нуклеотидов в структуре 2cv0.pdb доступны по ссылке.

Табл. 2. Средние значения торсинных углов исследуемой РНК, A- и B- формы ДНК.
α β γ δ ε ζ χ
РНК -41 68 47 86 -133 -54 -141
А-ДНК 62 173 52 88/3 178 -50 -160
В-ДНК 63 171 54 123/131 155 -90 -117

Из таблицы видно, что исследуемая РНК больше похожа на А-форму ДНК.

Анализ вторичной структуры и водородных связей тРНК

Информация о водородных связях в тРНК структуры 2cv0.pdb, полученная с помощью программы analyze, доступнв по ссылке

Несмотря на то,сто в pdb-файле предствавлены 2 копии структуры, с помощью программы analyze для цепей C и D ,были получены несколько отличающиеся результаты.

Табл. 3. Различия для цепей C и D в результатах программы analyze.
Пара нуклеотидов Связи
>C508U-**--A546C< O3'- O2' O2'- N3 O2 * N1
>C514A-**--A521C< N6 - N3 N1 - O2'
>D514A-**--U508D< OP2* O4 N7 - N3 N6 - O2

Можно видеть что предсказанная программой связь >C508U-**--A546C< O2 * N1 не может существовать, так как оба атома являются акцепторами. Действительно же существуют связи 514A-**--A521 и 514A-**--U508 в обоих цепях

Аденин

Рис. 2.Структура водородных связей между A514, A521 и U508.

Так как обе цепи идентичны далее будет приводиться информация лишь для цепи С.

В структуре можно выделить 4 стебля с координатами:

В исследуемой структуре можно выделить 9 неканонических пар оснований

Табл. 4. Неканонические пары оснований в исследуемой структуре.
Пара нуклеотидов Связи
502 G-*---U571 O6 - N3 N1 - O2
554 U-**--A558 O2 - N6 N3 - N7
555 U-**+-G518 O2 - N2
538 A-**--C532 N6 - O2
544 A-**--G526 N6 - O6 N1 - N1
513 U-*---G522 O2 - N1 N3 - O6
514 A-**--U508 OP2* O4 N7 - N3 N6 - O2
515 G-**+-C548 N1 - O2 N2 - N3
514A-**--A521 N6 - N3 N1 - O2'

В исследуемой структуре можно выделить 5 пар оснований, не связанных со стеблями.

Табл. 5. Пары оснований, не связанные со стеблями, в исследуемой структуре.
Пара нуклеотидов Связи
554U-**--A558 O2 - N6 N3 - N7
555U-**+-G518 O2 - N2
514A-**--U508 OP2* O4 N7 - N3 N6 - O2
515G-**+-C548 N1 - O2 N2 - N3
519G-----C556 O6 - N4 N1 - N3