Семестр 3:  A- и В- формы ДНК || Структура РНК || Комплексы ДНК-белок

Блок 2: Пространственные структуры нуклеиновых кислот

Занятие 8. Структура тРНК

1

2

  G   G   A   G   C   G   G 4SU   A   G   U   U   C          
  A   G H2U   C   G   G H2U H2U   A   G   A   A   U          
  A   C   C   U   G   C   C   U QUO   U   C   A   C          
  G   C   A   G   G   G   G G7M   U   C   G   C   G          
  G   G 5MU PSU   C   G   A   G   U   C   C   C   G          
PSU   C   C   G   U   U   C   C   G   C   C   A

Модифицированные основания

             

   4SU  U  4-THIOURIDINE-5'-MONOPHOSPHATE                                   
   H2U  U  5,6-DIHYDROURIDINE-5'-MONOPHOSPHATE                              
   QUO  G  2-AMINO-7-DEAZA-(2'',3''-DIHYDROXY-CYCLOPENTYLAMINO)-            
 2 QUO  G   GUANOSINE-5'-MONOPHOSPHATE                                      
   G7M  G  N7-METHYL-GUANOSINE-5'-MONOPHOSPHATE                             
   5MU  U  5-METHYLURIDINE 5'-MONOPHOSPHATE                                 
   PSU  U  PSEUDOURIDINE-5'-MONOPHOSPHATE                                   

Нумерация цепи: 601..676. Вставка 620А (между 620 и 621)

3

Найденные спирали:

Найдены 4 спирали вторичной структуры, из 7 (на рисунке - красным), 5 (зеленая), 7 (синяя) и 4 (оранжевая) пар.

Скрипт:

define helix1 601-607:B, 666-672:B
define helix2 649-653:B, 661-665:B
define helix3 638-644:B, 626-632:B
define helix4 610-613:B, 622-625:B

background white

restrict none

restrict rna 
backbone 150
color grey

select helix1
color red

select helix2
color green

select helix3
color blue

select helix4
color orange


select (601:B, 607:B, 666:B, 672:B, 649:B, 653:B, 661:B, 665:B, 638:B, 644:B, 
		626:B, 632:B, 610:B, 613:B, 622:B, 625:B) and *.P
spacefill 200
label %r

                    v< < < вставка в номерации.
                    v
1-----1  4--4       v                 3-----3    2---2        
GGAGCGGtAGttCAGtCGGttAGAAtACCtGCCtGtCACGCAGGGGGtCGCGGGttCGAGtCCCGtCCGttCCGCCA
                      4--43-----3                            2---21-----1 

На последовательности ДНК разными цветами отмечены участки, входящие в разные спирали.

Анализ структуры

Внеспиральные стекинг-взаимодействия

Стэкинг - это слабое взаимодействие двух плоских ароматических фрагментов один под другим.

G659B - U660B

U635B - C636B

Не Уотсон-Криковское спаривание оснований

G - PSU: G649B-PSU665B (O6-N3 2.759Å, N1-O4 2.675Å)

G - PSU: PSU655B-G618B (O4-N1 2.697Å)

A - A: A623B-A609B (N6-N7 2.675Å)

Форма спиралей

Спираль 1. Ширина бороздок: 10.98Å - большая (глубже) и 15.44Å - малая. Так как малая бороздка шире, спираль похожа на A-форму.

Спираль 2. Ширина бороздок: 11.4Å - большая (глубже) и 15.60Å - малая. Так как малая бороздка шире, спираль похожа на A-форму.

Поиск инвертированных повторов

Даже при достаточно малых значениях параметра Minimum score threshold (10) количество программа находит только 2 повтора. В обоих случаях выравнивается фрагмент второй спирали 22-32, в первом случае выравнивание соответствует структуре, во втором - нет. Другие фрагменты спиралей не находятся из-за большого количества некомплиментарных пар.

rna: Score 17: 7/8 ( 87%) matches, 0 gaps
      28 cctgcctg 35
         ||||| ||
      44 ggacgcac 37

rna: Score 11: 5/6 ( 83%) matches, 0 gaps
      27 acctgc 32
         ||| ||
      55 tgggcg 50

Предсказание вторичной структуры

Наиболее близкое к реальности предсказание идет третьим по счету, находится при допустимом отклонении от минимальной энергии 10%.

Определялось сходство водородных связей на картинке с водородными связями в PDB-файле, полученными при помощи программы find_pair

Ошибка - только в предсказании синей спирали, одна из ее цепей оказалась сдвинута из-за большого количества неканонических взаимодействий в реальной структуре: предсказанные водородные связи даже лучше...