Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~vershina/t3.files/Credit1.doc Дата изменения: Sun Dec 18 16:49:26 2005 Дата индексирования: Tue Oct 2 12:09:03 2012 Кодировка: koi8-r

Структура глутаминовой тРНК из
Escherichia coli.
Автор: Карпусь О.Н., группа 202 факультета биоинженерии и
биоинформатики МГУ им. М.В.Ломоносова
Аннотация: исследование вторичной и третичной структур глутаминовой
тРНК (код pdb-1qrt) биоинформатическими методами
Ключевые слова: глутаминовая тРНК, вторичная структура, третичная
структура, "клеверный лист", L-форма
Введение.
Транспортная РНК - одна из видов рибонуклеиновых кислот,
присутствующих в клетках про- и эукариот. Основное ее назначение -
переносить специфические аминокислотные остатки к определенному
участку мРНК. В настоящее время структура тРНК хорошо известна.
Узнавание кодона в мРНК осуществляется с помощью трех последовательных
оснований в тРНК, называемых антикодонами. Аминокислотный остаток
может присоединяться к 3'- концу молекулы тРНК[1].
Все тРНК имеют общие черты как в их первичной структуре, так и в
способе складывания полинуклеотидной цепи во вторичную и третичную
структуры. За счет взаимокомплементарности участков цепи образуется
структура, характеризующаяся наличием четырех стеблей и трех петель,
которая получила название «клеверного листа». За счет взаимодействий
элементов вторичной структуры формируется третичная структура,
названная L-формой из-за сходства с латинской буквой L[2].
Целью данной работы является изучение вторичной и третичной
структур глутаминовой тРНК (код pdb-1qrt), а также взаимодействий,
поддерживающих эти структуры.
Результаты.
1) Схема вторичной структуры тРНК.
Исходный pdb файл (1qrt) кроме всего прочего содержит информацию о
первичной структуре тРНК, в том числе нумерацию нуклеотидов. Стоит
заметить, что в ней пропущен номер 17. В схеме вторичной структуры номера
указаны согласно pdb-файлу. Глутаминовая тРНК из генома кишечной палочки
не содержит нестандартных оснований, что связано, вероятно, с
модификацией кислоты (COMPND 12 ENGINEERED: YES). С помощью программы
find_pair были выявлены комплементарные основания. На основании этих
данных и построена схема. Неканонические пары выделены синим, антикодон -
красным, водородные взаимодействия - фиолетовым, межспиральные
взаимодействия - зеленым, внеспиральные взаимодействия - желтым.

Прямыми линиями обозначены формирующие двойную спираль водородные связи,
их число постоянно во всех тРНК.


[pic]
2) Контакты нуклеотидов, отвечающие за стабильность пространственной
структуры тРНК.

Водородные связи, поддерживающие третичную структуру тРНК:
(найдено также find_pairs и подтверждено RASMOL):

|ПЕТЛЯ |Комплементарные |ПЕТЛЯ |
| |взаимодействия | |
|D |A14 |U8 | |
|D |G15 |C48 |V |
|D |G19 |C56 |T |
| |Некомплементарные | |
| |взаимодействия | |
|D |A13 |A45 |V |
|D |G18 |U55 |T |
|V |U46 |U47 |V |


Неспиральный стэкинг (данные получены благодаря внимательным наблюдениям за
положением молекул в RASMOL):
А) Между двумя стеблями


|СТЕБЕЛЬ |Взаимодействующие |СТЕБЕЛЬ |
| |основания | |
|Акцепторный|A7 |C49 |T |
|Акцепторный|U66 |G65 |T |
|D |С25 |A26 |Антикодоновый |
|D |С10 |C44 |Антикодоновый |


[pic]
(Изображено взаимодействие между акцепторным и Т-стеблями)
Б) Между двумя петлями
|ПЕТЛЯ |Взаимодействующие |ПЕТЛЯ |
| |основания | |
|V |C48 |C21 |D |
|T |A57 |G18 |D |

[pic]
(Изображено взаимодействие между D и T-петлями)
3) Предсказанная программой Зукера схема вторичной структуры тРНК.
С помощью программы mfold, по алгоритму Зукера было сделано
предсказание о возможной вторичной структуре глутаминовой тРНК. Для
получения всех возможных предсказаний варьировался параметр программы
P=N (то значение свободной энергии, на которое энергия полученной
структуры может превысить лучшее предсказание). Наиболее близкое
изображение было получено при P=15.
[pic]

Обсуждение - Пространственная структура тРНК поддерживается в основном
некомплементарными водородными взаимодействиями, а также неспиральным
стекингом между различными частями молекулы. За счет того, что D- и T-петли
плотно взаимодействуют, получается L-форма тРНК в пространстве.
Предсказание вторичной структуры для данной тРНК с помощью алгоритма
Зукера позволяет выделить спирали в молекуле, но не может показать
водородные связи между отдаленными (по вторичной структуре) участками
молекулы тРНК, которые в пространстве оказываются рядом, т.к. алгоритмом
Зукера не учитываются не Уотсон-Криковские водородные взаимодействия.

тРНК выполняет две основных функции: акцепторную - способность
ковалентно связываться с аминоацильным остатком, превращаясь в аминоацил-
тРНК, и адапторную - способность узнавать триплет генетического кода,
соответствующий транспортируемой аминокислоте, и обеспечивать поступление
аминокислоты на законное место в растущей цепи белка[1]. Но реакция должна
быть катализирована специальным ферментом аминоацил-тРНК-синтетазой,
которая узнает «свою» тРНК в основном за счет структурного взаимодействия.
Таким образом, структура тРНК крайне важна для ее функционирования.
Сопроводительные материалы. В файле 1qrt.spt содержится скрипт для Rasmol,
позволяющий визуализировать основные элементы структуры тРНК из PDB записи
1qrt (pdb1qrt.ent).
Материалы и методы. Структура тРНК извлечена из записи 1qrt банка PDB (цепь
B). Комплементарность пар определена программой find_pair пакета 3DNA.
Результаты обработаны с помощью FAR, RasMol,Word и Paint.
Литература:
1. Рис Э., Стернберг М. Введение в молекулярную биологию: От клеток к
атомам: Пер. с англ. - М.: Мир, 2002.- 142 с., ил.
2. О.О.Фаворова, 1998. Строение транспортных РНК и их функция на
первом (предрибосомальном) этапе биосинтеза белков. Соросовский
образовательный журнал, ?11, 71-77 (
http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9811_071.pdf )