Структурная биология нуклеиновых кислот

Модели структур разных форм ДНК

С помощью программы fiber из пакета 3DNA были построены модели A-, B- и Z-форм дуплекса ДНК. Последовательность одной из цепей представляет собой пятикратный повтор "СATG".

Соответствующие PDB-файлы приведены далее: A-форма ДНК, B-форма ДНК, Z-форма ДНК.

Сравнение и анализ разных структур ДНК

Далее было произведено сравнение сгенерированной структуры B-формы ДНК (Рисунок 1) со структурой той же формы, полученной экспериментальным путем (Рисунок 2).

catg_b

Рисунок 1. Сгенерированной структура B-формы ДНК

1bna

Рисунок 2. Экспериментальная структура B-формы ДНК

Также в экспериментальной структуре B-формы ДНК визуально были определены большая и малая бороздки (Рисунок 3). Затем в качестве заданного азотистого основания был выбран цитозин, для него были определены атомы, явно обращённые в сторону большой и малой бороздок соответственно (Рисунок 4).

  1. В сторону большой бороздки обращены атомы: C6, C5, C4, N4.
  2. В сторону малой бороздки обращены атомы: O2, C2, N2.
bmstr

Рисунок 3. Большая (зелёная стрелка) и малая (малиновая стрелка) бороздки у B-формы ДНК

cytosine

Рисунок 4. Цитозин (красным обозначены атомы, обращенные в сторону большой бороздки, синим - в сторону малой)

Таблица 1. Параметры A-, B- и Z-форм ДНК
Форма Тип спирали Шаг спирали (Å) Число оснований на виток Ширина большой бороздки Ширина малой бороздки
A-форма правая 28.0 11 18.1 (A/T3 - B/C37) 8.0 (A/T3 - B/G32)
B-форма правая 33.8 10 18.8 (A/C9 - B/G32) 11.7 (A/G12 - B/C33)
Z-форма левая 43.5 12 22.5 (A/G15 - B/C34) 8.7 (A/G15 - B/G31)

Определение параметров структур тРНК

Для дальнейшего анализа была выбрана следующая структура: 1FFY, представляющая собой комплекс изолейцил-тРНК-синтетазы (IleRS) с тРНК(Ile) и антибиотиком мупироцином.

Для получения необходимых данных был выполнен ряд команд, в результате которых был получен интересующий нас файл: 1FFY_old.out.

Номера нуклеотидов, образующих стебли (stems) во вторичной структуре T-цепи заданной тРНК: (1-7 и 72-66), (10-13 и 25-22), (38-44 и 32-26), (49-53 и 65-61).

Неканонические пары оснований в структуре тРНК: 5U-68G, 49G-65U, 54U-58A, 55U-18G, 36U-33U, 44A-26G, 14A-8U, 15G-48C, 16G-17U.

Дополнительные водородные связи в тРНК, стабилизирующие ее третичную структуру: 54U-58A, 55U-18G, 36U-33U, 14A-8U, 15G-48C, 16G-17U, 19G-56C.