Отчет по практикуму 2. A- и В- формы ДНК. Структура РНК.

На этой странице выложен отчет по практикуму 2.
1.
Структура дуплекса в А-форме.
Структура дуплекса в B-форме.
Структура дуплекса в Z-форме.
2.
Упр.1. Большие и малые бороздки разных форм ДНК.
Схематичное изображение тимина в A-ДНК. Атомы, обращенные в сторону большой бороздки изображены красным, в сторону малой синим.

Схематичное изображение тимина в A-ДНК.
В сторону большой бороздки обращены атомы [DT]27:A.C2, [DT]27:A.O2, [DT]27:A.N1, [DT]27:A.N3.
В сторону малой бороздки обращены атомы [DT]27:A.C4, [DT]27:A.C5, [DT]27:A.C6, [DT]27:A.C7, [DT]27:A.O4.
Изображение A-формы ДНК.

Схематичное изображение тимина в B-ДНК. Атомы, обращенные в сторону большой бороздки изображены красным, в сторону малой синим.

Схематичное изображение тимина в B-ДНК.
В сторону большой бороздки обращены атомы [DT]27:B.C2, [DT]27:B.C6, [DT]27:B.N1, [DT]27:B.O2.
В сторону малой бороздки обращены атомы [DT]27:B.C4, [DT]27:B.C5, [DT]27:B.C7, [DT]27:B.O4, [DT]27:B.N3.
Изображение B-формы ДНК.

В Z-форме ДНК тимин отсутсвует.
Изображение Z-формы ДНК.

Упр.2. Oсновные спиральные параметры разных форм ДНК.
Таблица 1.

A-форма

B-форма

Z-форма

Тип спирали (правая или левая)

правая

правая

левая

Шаг спирали (в Ангстемах)

28.028

33.75

43.5

Число оснований на виток

11

10

12

Ширина большой бороздки

16.97([DG]25:B.P #493 - [DT]19:A.P #372)

17.30([DT]19:A.P #372 - [DC]28:B.P #556)

18.30([DC]26:B.P #515 - [DC]12:A.P #228)

Ширина малой бороздки

7.98([DG]9:A.P #165 - [DA]26:B.P #515)

11.69([DG]13:A.P #247 - [DC]32:B.P #638)

8.68([DG]31:B.P #616 - [DG]15:A.P #288)

Упр.3. Измерение торсионных углов ДНК.
Торсионные углы нуклеотида [DT]3:A были измерены с помощью инструмента измерения торсионных углов JMol.
Таблица 2.

Угол Альфа Бета Гамма Дельта Эпсилон Дзета Кси

A-форма -51.68 174.80 41.67 79.14 -147.81 -75.12 -157.19

B-форма -29.87 136.32 31.14 143.35 -140.76 -160.49 -97.94

3.
Упр.1. Определение торсионных углов нуклеотидов.
Таблица 3.

Угол Альфа Бета Гамма Дельта Эпсилон Дзета Кси

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 средний угол для G 51.9 179.0 -173.8 94.9 -103.6 -64.8 58.7

Z-форма средний угол для C -139.5 -136.8 50.9 137.6 -96.5 82.0 -154.3

тРНК -21.0 87.8 64.8 86.6 -137.7 -76.3 -133.5

В Z-форма ДНК торсионные углы при гуанине и при цитозине сильно различаются. В таблице они приведены в разных строках. В A-форме ДНК углы при разных нуклеотидах не различаются между собой при подсчете с точностью до первого знака. В B-форма ДНК в наибольшей степени различаются бета, гамма, дельта. Различие в этих углах не очень велики: для разных нуклеотидов они составляют 0.1. В Z-форме ДНК в наибольшей степени различаются углы при разных нуклеотидах альфа(при гуанине), бета(при цитозине), гамма(при цитозине), дзета(при цитозине). Различие в этих углах не очень велики: для разных нуклеотидов они составляют 0.1. Для РНК наибольшая разница в значениях наблюдается в альфа, гамма и кси углах. Для некоторых пар значений разница достигает 100 градусов.

Упр.2. Определение структуры водородных связей.
Таблица 4.

Красный -акцепторный стебель
Зеленый - T-стебель
Серый-D-стебель
Синий-антикодоновый стебель
Фиолетовый-антикодон
Светло-розовый-антикодоновая петля
Оранжевый - D-петля
Коричневый- T-петля
Белый-остальные структуры

Strand I Strand II Helix

1 (0.001) ....>C:...1_:[..G]G-----C[..C]:..72_:C<.... (0.003) |
2 (0.002) ....>C:...2_:[..G]G-----C[..C]:..71_:C<.... (0.001) |
3 (0.001) ....>C:...3_:[..C]C-----G[..G]:..70_:C<.... (0.002) |
4 (0.002) ....>C:...4_:[..C]C-----G[..G]:..69_:C<.... (0.002) |
5 (0.002) ....>C:...5_:[..A]A-----U[..U]:..68_:C<.... (0.001) |
6 (0.003) ....>C:...6_:[..G]G-----C[..C]:..67_:C<.... (0.002) |
7 (0.001) ....>C:...7_:[..G]G-----C[..C]:..66_:C<.... (0.002) |

8 (0.003) ....>C:..49_:[..G]G-----C[..C]:..65_:C<.... (0.003) |
9 (0.001) ....>C:..50_:[..G]G-----C[..C]:..64_:C<.... (0.001) |
10 (0.002) ....>C:..51_:[..C]C-*---G[..G]:..63_:C<.... (0.001) |
11 (0.005) ....>C:..52_:[..G]G-----C[..C]:..62_:C<.... (0.002) |
12 (0.002) ....>C:..53_:[..G]G-----C[..C]:..61_:C<.... (0.002) |
13 (0.003) ....>C:..54_:[..U]U---A[..A]:..58_:C<.... (0.002) |
14 (0.002) ....>C:..55_:[..U]U-+-G[..G]:..18_:C<.... (0.002) x

15 (0.002) ....>C:..38_:[..A]A-**--C[..C]:..32_:C<.... (0.002) |
16 (0.003) ....>C:..39_:[..U]U-*---A[..A]:..31_:C<.... (0.001) |
17 (0.002) ....>C:..40_:[..C]C-----G[..G]:..30_:C<.... (0.001) |
18 (0.002) ....>C:..41_:[..C]C-----G[..G]:..29_:C<.... (0.001) |
19 (0.004) ....>C:..42_:[..A]A-----U[..U]:..28_:C<.... (0.002) |
20 (0.002) ....>C:..43_:[..G]G---C[..C]:..27_:C<.... (0.002) |
21 (0.002) ....>C:..44_:[..G]G---A[..A]:..26_:C<.... (0.002) |
22 (0.004) ....>C:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:C<.... (0.002) |

23 (0.002) ....>C:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:C<.... (0.004) |
24 (0.003) ....>C:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:C<.... (0.005) |
25 (0.003) ....>C:..13_:[..C]C-----G[..G]:..22_:C<.... (0.003) |

26 (0.003) ....>C:..14_:[..A]A-**--U[..U]:...8_:C<.... (0.001) |

27 (0.002) ....>C:..15_:[..G]G-**+-C[..C]:..48_:C<.... (0.001) x
28 (0.002) ....>C:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:C<.... (0.003) +
29 (0.002) ....>D:...1_:[..G]G-----C[..C]:..72_:D<.... (0.003) |
30 (0.001) ....>D:...2_:[..G]G-----C[..C]:..71_:D<.... (0.003) |
31 (0.003) ....>D:...3_:[..C]C-----G[..G]:..70_:D<.... (0.003) |
32 (0.002) ....>D:...4_:[..C]C-----G[..G]:..69_:D<.... (0.002) |

33 (0.003) ....>D:...5_:[..A]A-----U[..U]:..68_:D<.... (0.002) |
34 (0.009) ....>D:...6_:[..G]G-----C[..C]:..67_:D<.... (0.002) |
35 (0.002) ....>D:...7_:[..G]G-----C[..C]:..66_:D<.... (0.002) |
36 (0.004) ....>D:..49_:[..G]G-----C[..C]:..65_:D<.... (0.003) |
37 (0.001) ....>D:..50_:[..G]G-----C[..C]:..64_:D<.... (0.001) |
38 (0.001) ....>D:..51_:[..C]C-----G[..G]:..63_:D<.... (0.002) |

39 (0.002) ....>D:..52_:[..G]G-----C[..C]:..62_:D<.... (0.002) |
40 (0.002) ....>D:..53_:[..G]G-----C[..C]:..61_:D<.... (0.002) |
41 (0.002) ....>D:..54_:[..U]U---A[..A]:..58_:D<.... (0.002) |
42 (0.002) ....>D:..55_:[..U]U-+-G[..G]:..18_:D<.... (0.003) x
43 (0.001) ....>D:..36_:[..A]A-**--U[..U]:..33_:D<.... (0.002) |

44 (0.001) ....>D:..37_:[..A]A-**--C[..C]:..32_:D<.... (0.002) |
45 (0.002) ....>D:..39_:[..U]U-----A[..A]:..31_:D<.... (0.001) |
46 (0.003) ....>D:..40_:[..C]C-----G[..G]:..30_:D<.... (0.002) |
47 (0.003) ....>D:..41_:[..C]C-----G[..G]:..29_:D<.... (0.002) |
48 (0.003) ....>D:..42_:[..A]A-----U[..U]:..28_:D<.... (0.003) |

49 (0.002) ....>D:..43_:[..G]G-----C[..C]:..27_:D<.... (0.002) |
50 (0.001) ....>D:..44_:[..G]G-**+-A[..A]:..26_:D<.... (0.008) |
51 (0.004) ....>D:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:D<.... (0.003) |
52 (0.002) ....>D:..11_:[..C]C-----G[..G]:..24_:D<.... (0.003) |
53 (0.002) ....>D:..12_:[..U]U-----A[..A]:..23_:D<.... (0.002) |

54 (0.002) ....>D:..13_:[..C]C-----G[..G]:..22_:D<.... (0.003) |
55 (0.002) ....>D:..14_:[..A]A---U[..U]:...8_:D<.... (0.002) |
56 (0.001) ....>D:..15_:[..G]G-+-C[..C]:..48_:D<.... (0.001) x
57 (0.002) ....>D:..19_:[..G]G-----C[..C]:..56_:D<.... (0.003) +

Note: This structure contains 16[14] non-Watson-Crick base-pairs.

Таблица 5. Неканонические пары оснований и дополнительные водородные связи
Неканонические пары оснований	15 (0.002) ....>C:..38_:[..A]A---C[..C]:..32_:C<.... (0.002) 21 (0.002) ....>C:..44_:[..G]G---A[..A]:..26_:C<.... (0.002) 44 (0.001) ....>D:..37_:[..A]A---C[..C]:..32_:D<.... (0.002) 50 (0.001) ....>D:..44_:[..G]G-+-A[..A]:..26_:D<.... (0.008)
Дополнительные водородные связи	13 (0.003) ....>C:..54_:[..U]U---A[..A]:..58_:C<.... (0.002) 19 (0.004) ....>C:..42_:[..A]A-----U[..U]:..28_:C<.... (0.002) 15 (0.002) ....>C:..38_:[..A]A---C[..C]:..32_:C<.... (0.002) 22 (0.004) ....>C:..10_:[..G]G-----C[..C]:..25_:C<.... (0.002) 48 (0.003) ....>D:..42_:[..A]A-----U[..U]:..28_:D<.... (0.003) 56 (0.001) ....>D:..15_:[..G]G-**+-C[..C]:..48_:D<.... (0.001)

Упр.3. Поиск возможных стекинг-взаимодействий.

Для нахождения возможных стекинг-взаимодействий в файле trna.out были найдены данные о величине площади "перекрываний" 2-х последовательных пар азотистых оснований. Пара с наибольшим значением:
30 GC/GC 7.22( 4.07) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 4.75( 1.82) 11.97( 5.89)
Пары с наименьшим значением:

14 UA/CG 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

19 AG/CU 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

20 GG/AC 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

27 GG/CC 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

28 GG/CC 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

42 UA/UG 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

44 AU/AC 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

56 GG/CC 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00) 0.00( 0.00)

Стекинг-взаимодействие наиболее вероятно для самых "перекрывающихся" пар. Для пары с наибольшим значением перекрывания был найден соответствующий модуль в файле stacking.pdb , и с помощью команды ex_str был вырезан в отдельный файл step45.pdb. C помощью команды stack2img -cdolt было построено изображение в формате .ps (step45.ps), переведенное затем в .png. Для сравнения было аналогично построено изображение для одной из пар с минимальной площадью перекрывания(пары с участием 42-го нуклеотида). С помощью JMol была проверена взаимная ориентация оснований.

Стэкинг-взаимодействия между парами нуклеотидов тРНК c наибольшим перекрытием

stack2im JMol

Пары нуклеотидов тРНК c меньшим перекрытием

stack2im JMol

an article1
an article2