A- и B- формы ДНК. Струтура РНК.

1. Постороение модели структур A-, B- и Z-формы ДНК с помощью инструментов пакета 3DNA.

В директории Term3/Practice2 с помощью программы Putty указываем путь к 3DNA, вводя команды:

2. Выделяем разные атомы и химические группировки, используя предопределенные множества RasMol.

Задание	A- форма	B- форма	Z- форма
Выделить сахарофосфатный остов ДНК
Выделить все нуклеотиды
Выделить все аденины			нет*
Выделить атом N7 во всех гуанинах
Выделить атом N7 только в первом по последовательности гуанинех

Соответствующие скрипты можно скачать: A-форма, Z-форма, B-форма.
*В Z-форме не представлены аденины, следовательно из невозможно показать.

Упражнение 2 и 3.

тРНК (1i9v)	ДНК-белковый комплекс (1mdm)

В обоих структурах отсутствуют разрывы.

3. Сравнение структур 3-х форм ДНК с помощью средств RasMol.

Упражнение 1.

В сторону большой бороздки обращены атомы: T11.C5m, T11.C5, T11.C4, T11.O4. В сторону малой бороздки обращены атомы: T11.C2, T11.O2, T11.N1. Остальные атомы основания: T11.N3, T11.C6- обращены ни к одной из бороздок. A-форма: в сторону большой бороздки - T11.C2, T11.O2, T11.N1; в сторону малой бороздки - T11.C5m, T11.C5, T11.C4, T11.O4. Расположение атомов совершенно противоположное B-форме. В Z-форме нет тиминов!

Сравнение основных спиральных параметров разных форм ДНК.

	A-форма	B-форма	Z-форма
Тип спирали (правая или левая)	правая	правая
Шаг спирали (Å)	28.03 Å	33.75 Å	43.50 Å
Число оснований на виток	11 Å	10 Å	12 Å
Ширина большой бороздки	16.81 Å(A34B.P-G9A.P)	17.21 Å(G29B.P-G9A.P)	5.17 Å(G15B.P-C50A.P)
Ширина малой бороздки (от P до P)	7.98 Å(G25B.P-A10A.P)	11.69 Å(T7A.P-A38B.P)	7.20 Å(G53A.P-G151B.P)

Сравнение торсионных углов в структурах A- и B-формах.

	α P-O5'	β O5'-C5'	γ C5'-C4'	δ C4'-C3'	ε C3'-O3'	ξ O3'-P	χ C1'-N
A-форма	64.11°	174.79°	41.72°	79.08°	-147.78°	-108.23°	85.15°
B-форма	85.87°	136.38°	31.10°	143.42°	-140.37°	-160.52°	-34.35°

Некоторые значения не совпадают с таблицей из презентации, что может быть связано с тем, что углы измерялись не для гуанина, а для тимина.

4.Определение параметров структур нуклеоиновых килост с помощью программ пакета 3DNA.

• При помощи команды : find_piar -t gatc-X.pdb stdout | analyze и аналогичных команд для файлов gatc-a.pdb, gatc-b.pdb, gatc-z.pdb получаем файлы gatc-a.out, gatc-b.out, gatc-z.out, в которых содержится информация о торсионных углах. Заносим эту информацию в coners.xlsx для удобства сранения.
  Сравнивая соответствующие торсионные углы, можно заметить, что больше всего различаются торсионные улы δ и χ A- и B-форм ДНК; α A- и Z-форм ДНК; α, ε, χ B- Z-форм.
• С помощью команды : remediator --old "XXXX.pdb" > "XXXX_old.pdb" файлы 1MDM_old.pdb и 1I9V_old.pdb
  Далее с помощью команды из предыдущего пункта получим файлы, содержащие информацию о РНК структурах:
  

  Strand I
    base    alpha    beta   gamma   delta  epsilon   zeta    chi
     1 A     ---    158.0    64.3    75.0    ---     ---   -170.3
     2 A     ---    168.3    72.1    78.6    ---     ---   -170.5
     3 C     ---   -172.5   156.4    85.4  -120.4   -82.4  -156.8
     4 U    -60.2   163.6    58.1    70.8  -125.8   -90.9  -171.4
     5 G    -51.8   145.9    67.9    77.6  -148.3   -68.5  -173.9
     6 G    -64.7   175.3    51.6    79.3  -156.4   -75.3  -165.3
     7 A    -62.8   165.7    66.8    80.9    ---     ---   -167.0
     8 G     ---    126.6    52.9    85.5  -116.3  -101.6   161.9
     9 C    -48.3   162.3    44.8    86.0  -159.3   -60.9  -157.2
    10 U    -74.6  -177.3    54.1    77.4  -149.6   -75.3  -151.1
    11 C    169.3  -156.1   173.6    84.4  -154.8   -80.3  -171.9
    12 A    -70.1   177.1    61.5    73.6  -145.1   -61.5  -172.4
    13 G    -72.8   173.5    52.6    83.6    ---     ---   -165.8
  
  Strand II
    base    alpha    beta   gamma   delta  epsilon   zeta    chi
     1 U    -70.2   174.9    54.3    76.1    ---     ---   -152.6
     2 C     ---    162.9    55.5    84.6  -139.4   -73.5  -158.0
     3 G    -57.8   166.9    58.8    80.9    ---     ---   -173.8
     4 A    -65.1   167.3    56.8    77.2  -158.2   -73.5  -169.6
     5 C    -77.6   179.5    58.9    83.1  -144.8   -66.1  -159.7
     6 C    -71.9  -175.0    51.7    83.9  -147.3   -79.8  -173.3
     7 G    -52.8   156.3    56.9    77.9  -151.6   -64.3  -169.8
     8 C    -50.2   157.8    54.3    77.8  -129.8   -72.1  -166.8
     9 G    -74.5   172.2    52.0    79.6  -140.4   -77.7  -161.5
    10 A    -68.5  -173.4    55.6    85.9  -150.6   -66.8  -155.7
    11 G     ---    165.3   171.4    83.7  -158.9   -73.3  -176.4
    12 U     ---   -153.7    50.5    79.0    ---     ---   -161.7
    13 C     ---    179.1   169.6   145.8    ---     ---   -142.6
  

  
  По сравнению торсионных углов данная мне структура РНК похожа на A-форму ДНК.
• С помощью программ find_pair и analyze был получены средние значения торсионных углов (за исключением внутренних).
  Наиболее деформированным остатком оказался G3 из цепи D. Деформированность определялась через суммирование разниц значения каждого угла и среднего значения по данному углу. Таким образом, чем больше сумма, тем более деформирован остаток.
  

  	α	β	γ	δ	ε	ξ	χ
  ДНК из 1mdm.pdb	-47,3	0,63	33,4	139,6	-70,2	-95,4	-108,8

  
  Таблица значений торсионных углов
  Упражнение 2.
  
  • 1. Акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 66-72.
    2. Т-стебель состоит из участка 49-52 и комплементарного ему участка 62-65.
    3. D-стебель состоит из участка 10-13 и комплементарного ему участка 22-25.
    4. Антикодоновый стебель состоит из участка 39-43 и комплементарного ему участка 27-31.
  • Имеется одна неканоническая пара нуклеотидов тРНК: G4-U69 (в акцепторном стебле).
  • Дополнительная водородная связь в тРНК, стабилизирующая ее третичную структуру, находится между основаниями D- и Т-петель: G19-C56.
  Упражнение 3.
  Cамое сильное стекинг-взаимодействие находится в Т-петле между парами U54-A58 и С61-G53:
  

  ---

  © Butusova Anna, 2011