Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~Lan787/term3_files/Analysis.doc Дата изменения: Tue Oct 4 13:38:15 2005 Дата индексирования: Tue Oct 2 13:12:22 2012 Кодировка: koi8-r

Отчет за первый блок по биоинформатике студента 2 курса ФББ МГУ Коростелева
Юрия Дмитриевича.
Исследование структуры тРНК, соответствующей аспарагиновой кислоте, из
организма ESCHERICHIA COLI..
тРНК являются неотъемлемыми участниками процесса трансляции,
обладая способностью к узнаванию, как короткой нуклеотидной
последовательности, так и аминокислот. Известно, что благодаря
комплементарным взаимодействиям нуклеотидов формируется вторичная
структура тРНК в виде клеверного листа, которая в свою очередь,
сворачиваясь, принимает L образную форму.
Целью данной работы являлось исследование вторичной и
пространственной структуры тРНК, а также взаимодействий обеспечивающих
поддержание этих структур.
В данной работе я построил вторичную структуру тРНК, сравнил с
предсказанной по алгоритму Зукера структурой, определил
взаимодействия, отвечающие за поддержание третичной структуры.

Взяв из PDB банка (по предоставленному id) файл со структурой тРНК я
исследовал ее на взаимодействия между азотистыми основаниями:
1 (0.005) B:.902_:[..G]G-----C[..C]:.971_:B (0.004) |
2 (0.007) B:.903_:[..G]G-----C[..C]:.970_:B (0.005) |
3 (0.009) B:.904_:[..G]G-----C[..C]:.969_:B (0.003) |
4 (0.003) B:.905_:[..G]G-----C[..C]:.968_:B (0.005) |
5 (0.006) B:.906_:[..U]U-----A[..A]:.967_:B (0.004) |
6 (0.004) B:.907_:[..A]Ax----U[..U]:.966_:B (0.002) |
7 (0.002) B:.949_:[..C]C-----G[..G]:.965_:B (0.003) |
8 (0.003) B:.950_:[..G]G-----C[..C]:.964_:B (0.003) |
9 (0.003) B:.951_:[..A]A-----U[..U]:.963_:B (0.002) |
10 (0.008) B:.952_:[..G]G-----C[..C]:.962_:B (0.003) |
11 (0.004) B:.953_:[..G]G----xC[..C]:.961_:B (0.004) |
12 (0.002) B:.954_:[..U]U-**-xA[..A]:.958_:B (0.004) |
13 (0.004) B:.955_:[..U]Ux**+xG[..G]:.918_:B (0.013) x
14 (0.002) B:.937_:[..A]A-*---U[..U]:.933_:B (0.004) |
15 (0.006) B:.938_:[..U]U-*---U[..U]:.932_:B (0.004) |
16 (0.003) B:.939_:[..U]U-----A[..A]:.931_:B (0.004) |
17 (0.006) B:.940_:[..C]C-*---G[..G]:.930_:B (0.010) |
18 (0.006) B:.941_:[..C]C-----G[..G]:.929_:B (0.003) |
19 (0.007) B:.942_:[..G]G-----C[..C]:.928_:B (0.003) |
20 (0.006) B:.943_:[..G]G-----C[..C]:.927_:B (0.004) |
21 (0.005) B:.944_:[..C]Cx*---A[..A]:.926_:B (0.009) |
22 (0.005) B:.910_:[..G]G-----C[..C]:.925_:B (0.003) |
23 (0.006) B:.911_:[..C]C-----G[..G]:.924_:B (0.008) |
24 (0.008) B:.912_:[..C]C----xG[..G]:.923_:B (0.005) |
25 (0.003) B:.913_:[..A]A-**+xA[..A]:.945_:B (0.005) |
26 (0.004) B:.914_:[..A]A-**-xU[..U]:.908_:B (0.009) |
27 (0.020) B:.915_:[..G]Gx**+xC[..C]:.948_:B (0.003) x
28 (0.008) B:.919_:[..G]G-----C[..C]:.956_:B (0.003) +
Табл.1 Взаимодействия нуклеотидов в тРНК
Из данных анализа видно, что а структуре есть инвертированные повторы,
отвечающие за спирализацию участков молекулы (выделены цветом). Также Я
взял из файла последовательность нуклеотидов в тРНК и на ней разметил
положение образующих спирали нуклеотидов.

UGGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA


Это сильно упростило построение вторичной структуры


[pic]
Рис.1 ( О ) Выделены консервативные позиции, m - метилированные
нуклеотиды, h - дезоксирибоза в нуклеотиде [1]. Синим выделены не
канонические пары, курсивом минорные нуклеотиды.
Из Рис.1 легко найти антикодон, зная немного о вторичной структуре тРНК
(выделен красным). Антикодон соответствует аспарагиновой кислоте.
Как видно большинство консервативных позиций находятся в петлях тРНК.
Некоторые нуклеотиды в этих позициях должны быть модифицированы. Разумно
было бы предположить, что именно эти нуклеотиды отвечают за
пространственную структуру (т. к. замена нуклеотидов в этих позициях
должна вести к потере своей функции тРНК, и т. к. эти позиции напрямую не
отвечают за связывание с белком или мРНК, то остается только их роль в
поддержании пространственной структуры). Шесть нуклеотидов из разных
петель образуют WC пары, что, несомненно, оказывает влияние на
пространственную структуру. К сожалению, разрешение в этих петлях очень
низкое (?-факторы местами выше 90, один нуклеотид вообще не разрешен).
Согласно литературе [1] в указанных на рис.2 местах должны присутствовать
модификации, однако в PDB файле ни одна не присутствует, что может быть
связанно с низким разрешением в этих областях. Возможно, модификации
нуклеотидов способствуют взаимодействию нуклеотидов из разных цепей и
образованию неканонических пар. Любопытно, что неканонические пары
образуют нуклеотиды в консервативных позициях.

|U 954 |A 958 |
|U 955 |G 918 |
|A 913 |A 945 |
|A 914 |U 908 |
|G 915 |C 948 |
|G 919 |C 956 |
|С 953 |G 961 |


Табл.1 Предполагаемые межнуклеотидные взаимодействия , отвечающие за
пространственную структуру тРНК

Для сравнения по первичной структуре была получена вторичная структура
тРНК, с помощью алгоритма Зукера. В целом модель напоминает истинную,
однако только напоминает. Неканонических взаимодействий нет. Возможно, это
связанно с тем что программа не учла выигрыш в энергии от гидрофобных
взаимодействий и взаимодействий нуклеотидов из противоположных петель.
Однако возможно, тРНК не связанная с белком будет более похоже на
предсказанную структуру.
[pic]
Рис.3 Вторичная структура тРНК, предсказанная алгоритмом Зукера
Материалы и методы: структура извлечена из банка http://www.rcsb.org/pdb
Таблица взаимодействий нуклеотидов построена с помощью пакета программ
3DNA. Вторичная структура тРНК, предсказанная алгоритмом Зукера построена
программой mfold. Картинка вторичной структуры сделана в 3D Studio Max.
Литература: 1. А. П. Пехов Биология с основами экологии.