Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~kinta/Term3/protocol2_2.html
Дата изменения: Sat Dec 30 13:06:00 2006
Дата индексирования: Tue Oct 2 11:49:47 2012
Кодировка: Windows-1251

Структура тРНК назад к третьему семестру

Структура тРНК

1.) С помощью команды был получен файл 1qrs.pdb. Ниже в таблице приведено описание данного файла:

PDB-код	1qrs.pdb
Структура какой тРНК описана в записи PDB?	глутаминовая тРНК2
Из какого организма?	Escherichia coli
Идентификаторы цепей тРНК	B
Какие еще макромолекулы имеются в структуре?	глутаминил-тРНК синтетаза

2.) Последовательность глутаминовой тРНК:
UGGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA
Содержится в поле SEQRES. Но в поле ATOM описание атомов начинается со 2ого основания - G.
Нумерация: от 5258 до 7059. Пропусков в нумерации или вставок нет, это выяснено с помощью файла p.txt (получен командой grep 'ATOM.........P.......B' 1qrs.pdb > p.txt ), в котором содержатся строки, описывающие атомы фосфора.
Присутствует 1 модифицированное основание: ATP - аденозин-5'-трифосфат.

3.) С помощью Rasmol'а был создан файл, содержащий только тРНК. Далее была выполнена команда find_pair -t 1QRS_T.pdb stdout | analyze и проанализирован файл 1QRS_T.out. В нем содержится информация о структуре тРНК. Найдено 4 спирали, 1ая (обозначена красный цветом) - из 24 нуклеотидов, 2ая (обозначена зеленым цветом) - из 26 нуклеотидов, 3ая (обозначена синим цветом) и 4ая (обозначена желтым цветом) состоят из 2 нуклеотидов каждая.
U GGGGUA U C GCCAA GCGG U AAG GCACCGGAUUC UGA UUCCGGCAU UC C GAGGUU C G A A UC CUCGUACCCCA GCCA

4.) Файл 1qrs.pdb был открыт в Rasmol'е. Написан скрипт для получения изображения цепи тНРК в остовной модели, со спиралями, покрашенными в разные цвета:

background white restrict rna wireframe off backbone 200 define helix1 2:B,71:B,3:B,70:B,4:B,69:B,5:B,68:B,6:B,67:B,7:B,66:B,49:B,65:B,50:B,64:B,51:B,63:B,52:B, 62:B,53:B,61:B,54:B,58:B,55:B,18:B define helix2 37:B,33:B,38:B,32:B,39:B,31:B,40:B,30:B,41:B,29:B,42:B,28:B,43:B,27:B,44:B,26:B,10:B,25:B, 11:B,24:B,12:B,23:B,13:B,45:B,14:B,8:B,15:B,48:B select helix1 color red select helix2 color green rotate z 24 rotate y -27 rotate x -45 select atomno=5258 label 2 select atomno=7034 label 76

Красным раскрашена 1ая спираль, зеленым - 2ая. При атомах фосфора 5'-концевого и 3'-концевого нуклеотидов подписаны номера остатков.

5.) Структура тРНК:

Внеспиральные стекинг-взаимодействия между основаниями:
Обнаружено 3 внеспиральных стекинг-взаимодействия между основаниями: между основаниями 73,74,76; между 56 57; между 59 и 60. Ниже приведено изображение этих оснований, а также скрипт, с помощью которого было получено данное изображение:

background white
restrict rna and not backbone
select (oxygen,nitrogen) and rna and not backbone
spacefill 120
define helix1 2:B,71:B,3:B,70:B,4:B,69:B,5:B,68:B,6:B,67:B,7:B,66:B,
49:B,65:B,50:B,64:B,51:B,63:B,52:B,62:B,53:B,
61:B,54:B,58:B,55:B,18:B
define helix2 37:B,33:B,38:B,32:B,39:B,31:B,40:B,30:B,41:B,29:B,42:B,
28:B,43:B,27:B,44:B,26:B,10:B,25:B,11:B,24:B,
2:B,23:B,13:B,45:B,14:B,8:B,15:B,48:B
select helix1
color red
select helix2
color green 
zoom 150
select * and not (73:B,75:B,76:B,59:B,60:B,56:B,57:B)
spacefill off
rotate z 21
rotate y -32
rotate x -36

Пример внеспирального стэкинг-взаимодействия.

Возможно, что есть и какие-то других стекинг-взаимодействия. В качестве порогового значения расстояния между атомами для водородных связей принято 3,5 ангстрема.

Водородных связи между основаниями, не сводящиеся к Уотсон-Криковскому спариванию комплементарных оснований:
в структуре обнаружено 5 случаев такого взаимодействия: между 55 и 18 основаниями (U-G), между 44 и 26 (C-A), между 13 и 45 (A-A), между 46 и 47 (U-U), между 38 и 32 (U-U):

	background white restrict rna and not backbone select (oxygen,nitrogen) and rna and not backbone and (55:B,18:B,13:B,45:B,44:B,26:B,46:B,47:B,38:B,32:B) spacefill 120 zoom 150 rotate z 94 rotate y 45 rotate x -20
	Пример одородных связей между основаниями, не сводящийся к Уотсон-Криковскому спариванию комплементарных оснований

6.) С помощью программы einverted была проанализирована структура тРНК. На вход этой программе нужно подать последовательность тРНК в формате fasta. Изначально подавалась последовательность, начинающаяся с урацила и содержащая 75 нуклеотидов. Но тогда просходил сдвиг по сравнению с тем, что предложила программа find_pair, по всей видимости не учитывавшаяся урацил. В результате была найдена 1 спираль (при пороге параметра "Minimum score threshold" =15), результаты здесь. Поэтому для того, чтобы результаты можно было сравнивать с результатами программы find_pair, в качестве входного файла была подана последовательность без 1ого урацила. При любом значении параметра "Minimum score threshold" меньшем 18 программа выдает одну находку. Это спираль, состоящая из 6 пар комплементарных нуклеотидов. При сравнениии с результатами find_pair становится ясно, что это первый участок красной спирали. Никаких других спиральных участков не было найдено. Это можно объяснить тем, что einverted работает только с последовательностью, при этом не учитываются различные особенности молекулы (например, 3D-структура). Поэтому нельзя сказать, что данная программа является хорошим инструментом для анализа структуры, но при этом ее удобно использовать как один из элементов комплексного анализа.

7.) Работа с программой mfold. Программе на вход была подана последовательность тРНК (из 74 нуклеотидов), параметру P (на сколько процентов выдаваемое предсказание структуры может отличаться по своей вычисленной энергии от оптимального) было придано значение 10: mfold SEQ='1qrs_rna2.fasta' P=10 . В результате получено 2 возможных структуры тРНК. Ниже приведены изображения этих двух структур:

Если вспомнить результаты, полученные с помощью других программ, и проанализировать структуры на 2 изображениях выше, то видно, что 2ое изображение отображает реальную структуру данной тРНК. Это и есть вторичная структура в виде клеверного листа.