Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~alextrust/term3/tRNA.html
Дата изменения: Sun Dec 2 16:02:47 2007
Дата индексирования: Tue Oct 2 08:52:57 2012
Кодировка: Windows-1251

tRNA

Главная страница > Третий семестр > Структура тРНК

Структура тРНК

1)

Целью данного задания являлось изучение структуры тРНК. Была рассмотрена структура, обладающая следующими характеристиками:

PDB-код - 1tn2
Тип тРНК - фенилаланиновая тРНК
Организм - Saccharomyces cerevisae (пекарские дрожжи)
Идентификатор цепи - А (поскольку в данной записи представлена одна молекула тРНК)
В качестве лигандов присутствуют 14 молекул спермина (C10H26N4)
Структура также содержит 3 иона свинца, 4 иона магния и 108 молекул воды

тРНК имеет следующую последовательность:

 
5'- GCGGAUUUA2MGCUCAGH2U H2UGGGAGAGCM2GCCAGAOMCUOMGAAYGAPSU 5MCUGGAG7MGUC5MCUGUG5MU PSUCG1MAUCCACAGAAUUCGCACCA - 3'

2)

Как видно из последователности, в cтруктуре присутствуют 13 модифицированных оснований (они подчеркнуты и идущие друг за другом отделены пробелом):

2MG - 2N-метилгуанозин5'-монофосфат
H2U - 5,6-дигидроуридин-5'-монофосфат
M2G - N2-диметилгуанозин-5'-монофосфат
OMC - O2'-метилцитозин-5'-монофосфат
OMG - O2'-метилгуанозин-5'-монофосфат
YG - WYBUTOSINE
PSU - псевдоуридин-5'-монофосфат
5MC - 5-метилцитидин-5'-монофосфат
7MG - 7N-метил-8-гидрогуанозин-5'-монофосфат
5MU - 5-метилуридин-5'-монофосфат
1MA - 6-гидро-1-метиладенозин-5'-монофосфат

Нумерация цепи тРНК в записи PDB ведется с 5'-конца молекулы и не содержит пропусков в нумерации и/или вставок.
Номер начального нуклеотида - 1.
Номер конечного нуклеотида - 76.

3) Исследование структуры тРНК с помощью программы find_pair

С помощью программы find_pair был выполнен поиск пар азотистых оснований. Команда:

find_pair -t 1TN2.pdb rnapairs.txt

В структуре тРНК было выявлено 28 нуклеотидных пар, из которых 8 являются неканоническими. Были выявлены 4 спиральных участка, соединенные водородными связями, которые будут соответствовать стеблям во вторичной структуре тРНК:

Акцепторный стебель - 1-7, 66-72
Дигидроуридиновый стебель - 10-13, 21-24
Антикодоновый стебель - 26-31, 39-44
Псесдоурациловый стебель - 49-53, 61-65.

 
5'- GCGGAUUUA2MGCUCAGH2U H2UGGGAGAGCM2GCCAGAOMCUOMGAAYGAPSU 5MCUGGAG7MGUC5MCUGUG5MU PSUCG1MAUCCACAGAAUUCGCACCA - 3'

Синим выделен акцепторный стебель, желтым - дигидроуридиновый, красным - антикодоновый, оранжевым - псевдоурациловый.

Интересно заметить, что акцепторных стебель не содержит модифицированных оснований, а другие стебли содержат. Еще большее содержание модифицированных оснований очевидно наблюдается в петлях. Очевидно, что акцепторный стебель - это чрезвычайно консервативная структура, которая должна обеспечивать очень надежное связывние аминокислоты с тРНК.

4)

Ниже представлена структура тРНК (цвета соответствуют стеблям).

background white
restrict none
select nucleic
trace 60
color grey

select 1-7, 66-72
color blue
select 10-13, 21-24
color yellow
select 26-31, 39-44
color red
select 49-53, 61-65
color orange

select G1.P
label " G1 (5'-end)"
select A76.P
label " A76 (3'-end)"
color label black

5) Исследование структуры тРНК с помощью программы RasMol

Найденные внеспиральные стэкинг-взаимодействия:
G22-A9, A9-G45, G18-1MA58, А73-G1, A21-C48
Неканонические пары:
G4-U69, 5MU54-1MA58, PSU55-G18, PSU39-A31, A44-M2G26

Чтобы не загромождать отчет ниже представлено по одной иллюстрации, характеризующей тот или иной тип взаимодействия:

Стэкинг-взаимодействия	Неканонические взаимодействия

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что структура тРНК поддерживается за счет как спиральных, так и не спиральных стэкинг-взаимодействий, и как за счет канонических пар, так и неканонических пар с участием неканонических оснований.

Спирали РНК больше всего похожи на А-форму ДНК, т.к.:

В центре спирали имеется пустое пространство, т.к. большая бороздка доходит глубже, чем ось спирали, и если смотреть сверху отчетливо заметно отверстие
Спираль правая
Шаг спирали составляет 11 нуклеотидов
Шаг спирали составляет 27.089Å (измерено между G65.P и C75.p)

6)Анализ структуры тРНК с помощью программы einverted

Поиск инвертированных последовательностей проводился с параметром Minimum score threshold=7. Полученный результат:

 
tRNA: Score 16: 8/10 ( 80%) matches, 0 gaps
      22 gagcgccaga 31      
         || | |||||
      48 ctggaggtct 39      

tRNA: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps
      49 ctgtg 53      
         |||||
      65 gacac 61

Ни один из найденных участков не содержится в записи PDB. Это может объянятся тем, что алгоритм программы не поддерживает анализ присутствующих модифицированных оснований и возможных неканонических взаимодействий.

7)Анализ последовательности тРНК программой mfold

С помощью программы mfold было получено изображение оптимальной структуры тРНК. Модифицированные основания отмечены как Х.

Данное изображение не совсем совпадает с полученными данными. Видимо дело в том, что алгоритм Зукера рассматривает неканонические взаимодействия (в том числе образующиеся за счет модифицированных оснований) как энергетически не выгодные.