Исследование структуры тРНК
Краткое описание структуры в файле 1EIY.pdb
В файле pdb 1EIY приведены координаты атомов следующих молекул бактерии Thermus thermophilus:
- PHENYLALANYL-TRNA SYNTHETASE Fragment: ALPHA CHAIN Chains: A EC no.: 6.1.1.20 (фенилаланил-тРНК синтетаза, цепь А файла)
- PHENYLALANYL-TRNA SYNTHETASE Fragment: ALPHA CHAIN Chains: B EC no.: 6.1.1.20 (фенилаланил-тРНК синтетаза, цепь В)
- TRNA(PHE) Chains: C (фенилаланиновая тРНК, цепь С)
Последовательность тРНК:
[1]GCCGAGGUAGCUCAGUUGGUAGAGCAUGCGACUGAAAAUCGCAGUGUCCGCGGU UCGAUUCCGCGCCUCGGCACCA[76]
где 1 и 76 - номера первого и последнего нуклеотида.
В последовательности на 3'-конце имеется триплет CCA, к которому присоединяется аминокислота фенилаланин. В pdb-файле приведены координаты атомов этого триплета.
Исследование вторичной структуры
С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями (1eiy_rna_old.out)
В соответствии с полученными данными:- Акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 66-72 (красный).
- T-стебель состоит из участка 49-53 и комплементарного ему участка 61-65 (зеленый).
- D-стебель состоит из участка 10-13 и комплементарного ему участка 22-25 (синий).
- Антикодоновый стебель состоит из участка 39-43 и комплементарного ему участка 27-31 (оранжевый).
Рис.1. Вторичная структура глутаминовой тРНК из Еrichia coli (1EIY) Скрипт для получения изображения 
background white restrict rna wireframe off cpk off backbone 100 color grey define acceptor 1-7,66-72 define t_stem 49-53, 61-65 define d_stem 10-13, 22-25 define anticodon 39-43, 27-31 define v_arm 44-48 select acceptor color red select t_stem color green select d_stem color blue select anticodon color orange select v_arm color cyan
Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 22 канонических и 7 неканонических пар оснований.
Рис.2. Изображение неконанического взаимодействия пары G15-C48 
Следует также отметить, что исследуемая структура тРНК имеет вариабельную петлю (V-arm), состоящую в данном случае из 5 нуклеотидов (обычно от 3 до 20) - это нуклеотиды 44-48. На рисунке она покрашена в голубой цвет. Остаток тимидина в Т-петле никак не проаннотирован. Информация о дигидроуридинах в D-петле также не сообщается. Входящие в состав антикодона нуклеотиды [34] G A A [36] расположены точно по центру антикодоновой петли. На рисунке представлены в виде шарнирной модели. Комплементарная ей последовательность UUC является одним из двух кодонов для фенилаланина.
Рис.3. Изображение вариабельной петли и антикодона в антикодоновой петле. Скрипт для получения изображения 
background white restrict rna wireframe off cpk off backbone 100 color grey define acceptor 1-7,66-72 define t_stem 49-53, 61-65 define d_stem 10-13, 22-25 define anticodon 39-43, 27-31 define v_arm 44-48 define acodon 34-36 and rna select acceptor color red select t_stem color green select d_stem color blue select anticodon color orange select v_arm color cyan select acodon wireframe 50 cpk 100 color cpk
В структуре было обнаружено одно тройное взаимодействие между основаниями. Взаимодействуют основания A9, U12 и A23, т.е. с парой из D-стебля контактирует А9, не относящийся ни к одному из стеблей.
Рис.4. Изображение взаимодействия пар оснований A9, U12 и A23 
Исследование третичной структуры
Наложение оснований конца акцепторно стебля и начала Т-стебля. Данные в пользу стекинг-взаимодействия. 
Изучим возможность стекинг-взаимодействия между основаниями конца акцепторного и начала Т-стебля. По данным программы analyze площадь перекрывания между парами [7] G - C [66] и [49] C - G [65] составляет 5.52Å. Площадь перекрывания соседних пар комплементарных оснований достаточно велика (особенно в сравнении с другими парами), что говорит о высокой вероятности стекинг-взаимодействия между основаниями конца акцепторно стебля и начала Т-стебля.
Изображение неканонической пары [55] U - G [18] между основаниями D- и Т-петель. Дополнительные водородные связи между основаниями D- и Т-петель. 
Есть дополнительные водородные связи между основанием U[55] D-петли и G[18] Т-петли (неканоническая пара), а также между G[19] D-петли и C[56] Т-петли (каноническая пара).
Предсказание вторичной структуры тРНК
Cравнение реальной вторичной структуры тРНК (на основе данных полученных с помощью find_pair) с результатами предсказаний с помощью программ einverted и mfold (алгоритм Зукера) пакета EMBOSS.
Участок структуры Позиции в структуре
(по данным find_pair)Результаты предсказания einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера Акцепторный стебель 7 пар
[5'] 1-7 [3']
[3'] 72-66 [5']Предсказано 7 пар из 7 реальных Предсказано 7 пар из 7 реальных D-стебель 4 пары
[5'] 10-13 [3']
[3'] 25-22 [5']0 Предсказано 4 пары из 4 реальных T-стебель 5 пар
[5'] 49-53 [3']
[3'] 65-61 [5']0 Предсказано 5 пар из 5 реальных Антикодоновый стебель 5 пар
[5'] 27-31 [3']
[3'] 43-39 [5']0 Предсказано 5 пар из 5 реальных Общее число канонических пар нуклеотидов 21 Предсказано 7 пар из 21 реальных Предсказано 21 пар из 21 реальных При стандартных параметрах программа einverted ничего не находит. При снижении значения minimum score threshold обнаружена последовательность 1-7 = 66-72. Программа выдет такой результат если штраф за гэп был установлен - 20, а параметр match в 10; остальное осталось по умолчанию. Дальнейшие изменения значений различных параметров ни к каким положительным результатам не приводят.
Потом использовался алгоритм Зукера, реализованный в программе mfold, использовались разные параметры, но уже даже запуск программы при стандартных параметрах запуска (P=5) дал наилучший вариант.
Структура ,предсказанная программой mfold (алгоритм Зукера). Комментарии. 
Для предсказания вторичной структуры используются энергетические параметры. Изменение значения параметра P, который указывает, на сколько процентов выдаваемое предсказание структуры может отличаться по своей вычисленной энергии от оптимального, приводило лишь к увеличению числа предсказанных структур.