Формы ДНК и структуры РНК.
Задание 1
В природе встречаются ДНК в A-, B- и Z-форме. По ссылкам ниже доступны файлы со структурой двуцепочечной
ДНК, в последовательности которой встречается пятикратное повторение нуклеотидов GATC.
Задание 2
В программе Jmol мною была визуализирована В-форма ДНК, далее для аденина 12 на цепи В были определены атомы,
выдающиеся в сторону большой бороздки и в сторону малой. В программе MarvinSketch на выбранном азотистом
основании красным цветом выделены атомы, обращенные к большой бороздке, синим - к малой (рис.1).
- В сторону большой бороздки обращены атомы C6, N6, C5, N7.
- В сторону малой бороздки обращены атомы C2, N3, C4, N9.
Рис.1
С помощью программы Jmol мною были вычислены праметры различных форм ДНК. Результаты сведены в таблицу 1.
|
А-Форма |
В-Форма |
Z-Форма |
| Тип спирали |
Правая |
Правая |
Левая |
| Шаг спирали (A) |
28.03 |
33.75 |
43.50 |
| Число оснований на виток |
11 |
10 |
12 |
| Ширина большой бороздки (A) |
16.81(10:A.P#187-33:B.P#657) |
17.21(14:A.P#269-24:B.P#474) |
23.51(6:A.P#105-36:B.P#720) |
| Ширина малой бороздки (A) |
7.98(11:A.P#208-24:B.P#474) |
11.69(20:A.P#392-25:B.P#493) |
7.2(7:A.P#124-37:B.P#739) |
Таблица 1
 
Рис.2 А-форма ДНК
 
Рис.3 B-форма ДНК
 
Рис.4 Z-форма ДНК
Задание 3
В азотистых основаниях возможны вращения атомов относительно некоторых связей. Углы, возникающе между атомами, называются торсионными.
На рисунке 5 показаны связи, относительно которых возможно вращение.
Рис.5
В таблицу 2 сведены средние значение торсионных углов для тРНК и ДНК, полученные с помощью пакета программ 3DNA.
| НК |
α |
β |
γ |
δ |
ε |
ζ |
χ |
| тРНК |
-23.5 |
8.5 |
70.2 |
83.3 |
-132.9 |
-66.0 |
-122.1 |
| ДНК |
-35.2 |
80.2 |
24.0 |
137.3 |
-106.8 |
-110.7 |
-109.0 |
Таблица 2
В структуре тРНК наибольшее отклонение наблюдается у нуклеотидов 2, 4, 5, 10, 17, 20 (I цепь) 13, 25 (II цепь) - по 1 углу;
6, 18 (I цепь) 17 (II цепь) - по 2 углам.
В структуре ДНК наибольшее отклонение наблюдается у нуклеотидов 13, 17, 19(I цепь) 8, 20, 21, 22 (II цепь) - по 1 углу;
11 (I цепь) - по 3 углам; 6 (II цепь) - по 4 углам.
Сводная таблица по торсионным углам
В структуре тРНК выделяются так называемые стебли, удерживаемые водородными связями между парами оснований.
Данные по стеблям сведены в таблицу 3.
| Stem 1 |
902_:[..G]G-----C[..C]:.971_
903_:[..G]G-----C[..C]:.970_
904_:[..G]G-----C[..C]:.969_
905_:[..G]G-----C[..C]:.968_
906_:[..U]U-----A[..A]:.967_
907_:[..A]A-----U[..U]:.966_ |
|
| Stem 2 |
949_:[..C]C-----G[..G]:.965_
950_:[..G]G-----C[..C]:.964_
951_:[..A]A-----U[..U]:.963_
952_:[..G]G-----C[..C]:.962_
953_:[..G]G-----C[..C]:.961_ |
|
| Stem 3 |
937_:[..A]A-**--U[..U]:.933_
938_:[..U]U-**--U[..U]:.932_
939_:[..U]U-----A[..A]:.931_
940_:[..C]C-*---G[..G]:.930_
941_:[..C]C-----G[..G]:.929_
942_:[..G]G-----C[..C]:.928_
943_:[..G]G-----C[..C]:.927_
944_:[..A]A-**--A[..A]:.926_ |
|
| Stem 4 |
910_:[..G]G-----C[..C]:.925_
911_:[..C]C-----G[..G]:.924_
912_:[..C]C-----G[..G]:.923_ |
|
Таблица 3
Следующие водородные связи не участвуют в формировании стеблей:
913_:[..A]A-**+-G[..G]:.946_
954_:[..U]U-**--A[..A]:.958_
955_:[..U]U-**+-G[..G]:.918_
914_:[..A]A-**--A[..A]:.921_
915_:[..G]G-**+-U[..U]:.948_
919_:[..G]G-----C[..C]:.956_ |
Кроме того, в структуре тРНК встречаются неканонические пары нуклеотидов. В данной молекуле не Уотсон-Криковские пары следующие:
13 U-G, 15 U-U, 21 A-A, 25 A-G, 26 A-A, 27 G-U.
В удержании одного под другим азотистого основания участвуют стекинг-взаимодействия (взаимодействия между электронными
пи-системами ароматических колец). Чем больше площадь перекрывания между парами оснований, тем вероятнее между ними стекинг.
В молекуле тРНК наибольшие площади перекрывания у следующих пар оснований:
- 4 GU/AC 11.02( 6.52)
- 11 GU/AC 12.53( 6.81)
- 12 UU/GA 10.14( 5.65)
- 22 GC/GC 11.81( 5.74)
Для пары с большим значение суммарной площади перекрывания получено стандартное изображение стекинг-взаимодействия.
Рис.5 Стекинг пары 11 GU/AC
© Юдина Анастасия, 2016
|
