A- и В- формы ДНК. Структура РНК

Задание 1: модели структур A-, B- и Z-формы ДНК

С помощью программы fiber пакета 3DNA были построены A-, B- и Z-формы дуплекса ДНК (команда:fiber -b -seq=gatc gatc-b.pdb). Последовательность нитей A- и B- форм представляет собой 5 раз повторенную последовательность "gatc". Нить Z-формы составлена из 10-ти нуклеотидов "GC".

A-форма

B-форма

Z-форма

Задание 2: изучение 3-х форм ДНК, полученных экспериментально

В азотистом основании гуанине были найдены атомы, явно обращенные в сторону большой и малой бороздки. С помощью MarvinSketch было получено изображение гуанина (красным цветом выделены атомы, смотрящие в сторону большой бороздки, синим - в сторону малой)(Рис.2)

Итого:

В сторону большой бороздки обращены: O6, C6, C5, N7, C8

В сторону малой бороздки обращены: C2, N2, N3, C4, N9

Данные о различных формах ДНК, полученные в результате измерений в Jmol:

	A-форма	B-форма	Z-форма
Тип спирали (правая или левая)	правая	правая	левая
Шаг спирали (Å)	28.03	33.75	43.5
Число оснований на виток	11	10	12
Ширина болшой бороздки	16.81; [DT]31:B.P - [DC]12:A.P	17.21; [DT]31:B.P - [DT]7:A.P	16.08; [DC]10:A.P - [DC]30:B.P
Ширина малой бороздки	7.98; [DT]3:A.P - [DC]32:B.P	11.69; [DC]16:A.P - [DG]29:B.P	9.87; [DC]38:B.P - [DG]7:A.P

Задание 3: Определение параметров структур нуклеиновых кислот с помощью программ пакета 3DNA

Упражнение 1:

Для анализа структур ДНК и тРНК приминялась команда: find_pair -t XXXX.pdb stdout | analyze. В результате был создан ряд файлов с описанием разных параметров структуры, в файле XXXX.out были найдены значения всех торсионных углов.

В таблице представлены средние значения торсионных углов A-B-Z-форм ДНК и заданной структуры тРНК(1n77). Сравнивая полученные даннные, можно отметить, что в среднем все торсионные углы тРНК обеих цепочек (за исключением beta и epsilon) ближе по своему значению к А-форме ДНК.

	alpha	beta	gamma	delta	epsilon	zeta	chi
A-форма	-51.7	174.8	41.7	79.1	-147.8	-75.1	-157.2
B-форма	-29.9	136.3	31.1	143.3	-140.8	-160.5	-98.0
Z-форма	-54.4	21.2	-61.5	116.3	-100.1	0.4	-47.8
1n77 (1 strand)	-42.0	57.9	53.8	85.6	-125.5	-53.7	-135.3
1n77 (2 strand)	-36.8	93.6	55.4	84.8	-133.9	-51.7	-147.7

Упражнение 2:

В том же файле(1n77.out) есть описания водородных связей между парами оснований. Чтобы обнаружить среди них связи, образующие стебли во вторичной структуре, необходимо найти идущие подряд (с точки зрения нумерации) пары оснований(Рис.3). Всего было найдено 4 стебля, что соответствует моим представлениям о структурах тРНК. Стоит отметить, что дополнительные водородные связи в тРНК стабилизируют ее третичную структуру. К дополнительным относятся те из них, которые не вошли в стебли (т.е. не включены в прямоугольники на Рис.3). В предложенной структуре имеются неканонические взаимодействия(на Рис.3 они отмечены * или **). При этом следует обратить внимание на пары(A-U, G-C), которые отмечены как неканонические. Дело в том что, если посмотреть на их струкутру в Jmol, выяснится, что между этими нуклеотидами имеются неканонические водородные связи.

Рис.3 Данные из файла 1n77.out, где прямоугольниками отчмечены номера нуклеотидов, образующие стебли в заданной тРНК.