A- и B-формы ДНК

На главную страницу третьего семестра


  • С помощью программы fiber пакета 3DNA были построенны A- и B-формы дуплекса ДНК, 
последовательность одной из нитей которого - 4 раза повторенная последовательность "gatc". 
Структура дуплекса в А-форме сохранена в файле gatc_a.pdb, 
а структура дуплекса в В-форме сохранена в файле gatc_b.pdb.
Это было сделано с помощью команд:
 fiber -a gatc_a.pdb
 fiber -b gatc_b.pdb

  • Результаты изучения структур.


    
           
    
              A-формаB-формаФайл dna47.pdb
           
    
           
    
             Тип спирали (правая или левая)
             праваяправаяправая
           
    
           
    
             Шаг спирали (Å)
             28.0233.7430.50
           
    
           
    
             Число оснований на виток
             111011
           
    
           
    
             Ширина большой бороздки
             7.9817.2010.29*
           
    
           
    
             Ширина малой бороздки
             16.8011.6916.63*
           
    
        
    
   *Примечание.
 1.В виду нетипичности выданного участка ДНК, ширина бороздок оказалась непостоянной,
поэтому в таблице представлены данные, полученные усреднением данных о ширине бороздки,
измеренной при разных атомах фосфора. 
 2.Файл dna47 содержит двухцепочечную ДНК.

  • Анализ.
При сравнении файла dna47.pdb с двумя формами ДНК (А- и В-) было выяснено, 
что данный участок ДНК относится к А-форме. Поскольку, структура выданной ДНК неканонична,
её показатели неодинаковы на протяжении всей спирали. Значения ширины бороздок более 
близки к соответствующим данным А-формы ДНК. Отсюда мы можем выявить явную принадлежность
нашей структуры к А-форме ДНК.


  • Анализ конформационно важных торсионных углов трех структур ДНК.

    

    
Структура
α
β 
γ
δ
ε
ζ
χ

    

    
А-форма
-51.7
174.8
41.7
79.1
-147.8
-75.1
-157.2

    

    
В-форма
-29.9
136.3
31.2
143.3
-140.8
-160.5
-98.0

    

    
DNA47
-69.07
171.83
50.96
80.52
-158.54
-66.40
-157.19

    

    

    
 Для выполнения этого задания потребовались следующие команды:

    
 find_pair -t gatc_a.pdb gatc_a.fp 
 find_pair -t gatc_b.pdb gatc_b.fp 
 find_pair -t dna47.pdb dna47.fp 
 find_pair -t gatc_a.pdb stdout | analyze 
 find_pair -t gatc_b.pdb stdout | analyze 
 find_pair -t dna47.pdb stdout | analyze   

     
 Значения для торсионных углов структуры DNA47 в представленной таблице являются
средними для значений, посчитанных программой analyze. Реальные значения 
углов можно посмотреть здесь. Как видно из таблицы, 
предположения о принадлежности данной структуры к А-форме подтверждаются.

    
  Для подсчета средних значений использовали данные по торсионным углам цепи В структуры
DNA47, поскольку в цепи А наблюдается аномалия, вызванная, по-видимому ошибкой 
в одном из этапов проведения РСА. Суть аномалии показана на рисунке на примере 
расположения атомов C5.

    
 

    
  Как видно отмеченный участок биологически бессмысленен: атомы углерода, которые
должны находится на расстоянии целого нуклеотида, практически образуют друг с другом
связь; остов ведет себя и вовсе дико.
  Тем не менее, несмотря на такое поведение цепи А, комплементарность нарушается всего
дважды, причем только раз в пределах аномального участка.

     

  • Изображения структур в виде стопочных моделей, с помощью программы pdb2img. 

    

    

     
    

    Вид сбоку 
Вид сверху 

    

    А-форма
А-форма

    

    B-форма
B-форма

    

    dna47
dna47

    

    
Для выполнения этого задания потребовались следующие команды:

    
rotate_mol -b gatc_a.pdb gatc_anew.pdb
pdb2img -bcu gatc_anew.pdb gatc_anew.ps
rotate_mol -b gatc_b.pdb gatc_bnew.pdb
pdb2img -bcu gatc_bnew.pdb gatc_bnew.ps
rotate_mol -b dna47.pdb dna47new.pdb
pdb2img -bcu dna47.pdb dna47.ps

    

    
©Трембицкая Влада