Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~gmarusja/3_2/practice_8.html
Дата изменения: Thu Dec 27 12:12:00 2007
Дата индексирования: Tue Oct 2 11:45:28 2012
Кодировка: Windows-1251
RNA secondary structure

Протокол занятия 8

Описание полученной структуры

Идентификатор Название
цепь A Аргинил-тРНК-синтетаза

Последовательность тРНК (аргинин)


PSU U C C U C G U 1MG 2MG C C C
A A H2U G G H2U C A C G G C M2G
PSU C U G G C U I C G A A C
C A G A A G A H2U U 5MC C A G
G 5MU PSU C A 1MA G U C C U G G
C G G G G A A G C C A

Модифицированные основания, входящие в данную последовательность:
Идентификатор Формула Название
PSU 3(C9 H13 N2 O9 P) псевдоуридин-5'-монофосфат
1MG C11 H16 N5 O8 P 1N-метилгуанозин-5'-монофосфат
2MG C11 H16 N5 O8 P 2N-метилгуанозин-5'-монофосфат
H2U 3(C9 H15 N2 O9 P) 5,6-дигидроуридин-5'-монофосфат
M2G C12 H18 N5 O8 P N2-диметилгуанозин-5'-монофосфат
5MC C10 H16 N3 O8 P 5-метилцитидин-5'-монофосфат
5MU C10 H15 N2 O9 P 5-метилуридин-5'-монофосфат
1MA C11 H18 N5 O7 P 6-гидро-1-метиладенозин-5'-монофосфат

В PDB-записи (файл 1f7u.pdb) цепь тРНК (аргинин) пронумерована с 901 по 976 (без пропусков).

Анализ структуры программой find_pair


В структуре найдено 2 спиралеподобных элемента структуры (2 дуплекса):
    PSUUCCUCG U 1MG 2MGCCCAA H2U G GH2UCA CGGCM2GPSUCUGG CUICGAA CCAGAA GAH2U U 5MCCAGG5MUPSU CA 1MA GU CCUGGCGGGGAA GCCA
    • 1-красная: (901-907, 961-972, 958, 917, 949-955) - 28 нуклеотидов
    • 2-зеленая: (910-915, 939-944, 922-931, 908, 948) - 24 нуклеотида
    Данный результат был получен в сответствии с выдачей программы, что говорит о том, что в данном случае под спиралями тРНК понимаются элементы третичной структуры. Хотя вообще, спиралями РНК считаются стебли, то есть элементы вторичной структуры. На картинке видно, что структура стабилизируется не только засчет водородных связей, но и засчет стекинг-взаимодействий между основаниями (среди которых есть и модифицированные, что также играет определенную роль). Поэтому единичный контакт (918, 956) - 2 нуклеотида, найденный программой, не является спиралью.

    Анализ структуры программой RasMol

    Изображение третичной структуры тРНК (аргинин):
    Спирали изображены в соответствии с раскраской, указанной выше, подписаны номера отомов фосфора 5'-концевого и 3'-концевого остатков.

    Последовательность команд, использованная для создания картинки:

    define helix1 901-907:B, 961-972:B, 958:B, 917:B, 949-955:B
    define helix2 910-915:B, 939-944:B, 922-931:B, 908:B, 948:B

    background white
    restrict rna
    backbone on
    color cpk

    select helix1
    color red

    select helix2
    color green

    select helix3
    color blue

    select *901:B.p or *976:B.p
    label %r
    set fontsize 10
    set fontstroke 1

    Изображение вторичной структуры тРНК (аргинин):

    Здесь показана вторичная структура тРНК, а именно 4 спирали, стабилизированные только засчет водородных связей.
    1 спираль - 901-907:В, 966-972:В (выделена красным цветом);
    2 спираль - 949-953:В, 961-965:В (выделена синим цветом);
    3 спираль - 939-944:B, 926-931:B (выделена черным цветом);
    4 спираль - 910-913:B, 922-925:B (выделена зеленым цветом).

    Примеры водородных связей между основаниями, не сводящийся к Уотсон-Криковскому спариванию комплементарных оснований
    • G968B.n1-U905B.o2: 2.72Å
    • G968B.o6-U905B.n3: 2.75Å
    • G924B.o6-G945B.n2: 3.47Å
    • M2G926B.o6-A944B.n1: 3.43Å
    • PSU927B.o2-A943B.n6: 3.34Å
    • A937B.n1-G931B.o6: 3.32Å

    Примеры внеспирального стекинг-взаимодействия между основаниями:
    • A957.n3-G918n2: 3.77Å
    • A937B.n3-C932B.n4: 3.55Å
    • A976B.n1-C975B.n4: 3.91Å

    Форма спирали тРНК

    Ширина большой бороздки 8.29Å (U963B.P-C904B.P), ширина малой бороздки 16.55Å (G964B.P-5MU954B.P). Судя по результатам задания 7 - определение форм ДНК, в данной структуре спирали тРНК имеют A-форму.

    Исследование структуры с помощью программы einverted

    Для выполнения этого задания был создан файл (tRNA_arg.fasta), содержащий только последовательность тРНК, причем переформатированную. Для этого модифицированные основания были заменены наиболее близкими по структуре (PSU, 5MU на U и так далее), формат самого файла был изменен в Unix-формат. Помимо этого, в последоватлеьности тРНК (аргинин) оказался модифицированный нуклеотид инозин (I). Такой нуклеотид, состоящий из пуринового азотистого основания гипоксантина и рибозы, промежуточный продукт обмена нуклеиновых кислот, обычно встречается в РНК. В организме возникает при дезаминировании аденозина и необходим для трансляции генетического кода. Программа изначально предназначена для работы с последовательностями ДНК, в которых таких модифицированных нуклеотидов нет, поэтому его также требуется заменить. По структуре инозин родственен пуриновым основаниям, поэтому был заменен на R (обозначение пуринового нуклеотида).
    Таким образом, была запущена программа со следущими параметрами:
    - Gap penalty 5
    - Match score 5
    - Mismatch score -4
    - Minimum score threshold 10
    Был найден один инвертированный повтор (в pdb-файле это соответственно участки 925-934, 937-945):
    25 c g t c t g g c t - 34
    | | | | | | |
    45 g a a g a c c - a a 37
    Таким образом, полученные результаты не очень хорошо совпадают с результатами, выданными программой find_pair. Наиболее "хорошие" получившиеся в данном случае участки 927-931 и 934-938 лишь частично содержаться в спиралях, найденных find_pair (первый целиком входит во 2 найденную спираль, второй же вообще не содержится ни в одной из спиралей).

    Исследование структуры с помощью программы mfold



    Структура была выбрана в соответствии с наличием водородных связей в тРНК (найденных с помощью программы find_pair). Единственное отличие присутствует в верхней части спирали (слева, верхний конец) полученного изображения структуры, но по сравнению с остальной выдачей mfold данное изображение наиболее оптимально.
    Вернуться на страничку третьего семестра

    © Головкина Мария Сергеевна