Третий семестр

На Главную

"Исследование структуры тРНК"

  1. Краткое описание структуры в файле 1YFG.pdb

    2. В файле приведены координаты атомов следующих молекул
    (YEAST INITIATOR TRNA)дрожжевой инициатор тРНК


    организм(SACCHAROMYCES CEREVISIAE)дрожжи.


    Для исследования была выбрана цепь A, представляющая дрожжевой инициатор тРНК со следующей последовательностью:

    [1] 5' - A G C G C C G U 1MG 2MG C G C A G H2U G G A A G C G C M2G C A G G G C U C A U T6A A C C C U G A U 7MG H2U 5MC 5MC U C G G A U C G 1MA A A C C G RIA G C G G C G C U A C C A - 3' [76],

    где 1 и 76 - номера первого и последнего нуклеотида.
    в последовательности на 3'-конце есть триплет CCA (выделен жирным), к которому присоединяется аминокислота. Координаты атомов триплета приведены, но а.к. не присоединена.

  2. Исследование вторичной структуры

    3. С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями (1YFG_old.out).

    В соответствии с полученными данными

    акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 66-72.
    Т-стебель состоит из участка 49-53 и комплементарного ему участка 61-65
    D-стебель состоит из участка 10-13 и комплементарного ему участка 22-25
    антикодоновый стебель состоит из участка 27-31 и комплементарного ему участка 43-39

    Создала скрипт для получения в RasMol изображения остова исследуемой тРНК, где акцепторный стебель выделен красным, Т-стебель - зеленым, D-стебель - синим, антикодоновый - оранжевым. Картинку в формате gif и текст скрипта вставила в таблицу

    Рис.1. Вторичная структура дрожжевой инициаторной тРНК из SACCHAROMYCES CEREVISIAE (дрожжей) Скрипт для получения изображения
    restrict none
select nucleic
backbone 70
color grey
background white

define acceptor_stebel 1-7, 66-72
define t_stebel 49-53, 61-65
define anticodon_stebel 27-31, 39-43
define d_stebel 10-13, 22-25

select acceptor_stebel
color red

select t_stebel
color green

select anticodon_stebel
color orange

select d_stebel
color blue

background white

    Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 21 канонических, неканонических пар оснований не найдено.
    а)Также пристствует вариабельная петля, выделенная черн цветом (47 нуклеотид);

    Остататки тимидина в Т-петле и дигидроуридины в D-петле отсутствуют

    Антикодон в антикодоновой петле (позиции 34,35,36).

    На рис.1 Эти нуклеотиды показаны в шарнирной модели.

  3. Исследование третичной структуры

    4. 1. Всего 29 возможных стекинг-взаимодействий. В файле stacking.pdb представлены структуры нуклеотидов, участвующих в возможных стекинг-взаимодействиях. Исследуем возможность стекинг-взаимодействия между основаниями конца акцепторно стебля и начала Т-стебля . Найдем соответствующий участок из файла 1YFG_old.out 
       7   (0.021) A:...7_:[..G]Gx----C[..C]:..66_:A (0.019)     |
   8   (0.027) A:..49_:[5MC]c-----G[..G]:..65_:A (0.021)     |
    Нас интересует взаимодействие между G7-C49 и C66-G65 нуклеотидами.
    Стекинг-взаимодействие № 7 
       step      i1-i2        i1-j2        j1-i2        j1-j2        sum
7 Gc/GC  5.60( 0.92)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  5.70( 2.70) 11.30( 3.61)
    С помощью программы stack2img было получено изображение возможного стекинг-взаимодействия: .

    Видно, что перекрываются нуклеотиды хорошо.

    В файле 1YFG.out возьмем результаты о площади перекрывания

     7 Gc/GC  5.60( 0.92)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  5.70( 2.70) 11.30( 3.61)

    Видим, что площадь перекрывания 11.30 квадратных ангстрем.
    Значение площади одно из самых больших (из табл. о стекинг-взаимодействиях) стекинг-взаимодействия

    Стекинг-взаимодействие в RasMol:


    2. Есть дополнительные водородные связи между основаниями D- и Т-петель (см. 1YFG.out).
       14   (0.032) A:..55_:[..U]Ux**+xG[..G]:..18_:A (0.023)     |
   15   (0.022) A:..57_:[..G]G-**+-A[..A]:..20_:A (0.014)     |
   16   (0.020) A:..56_:[..C]Cx---xG[..G]:..19_:A (0.013)     x
    Номера нуклеотидов в структуре: 55-18, 57-20, 56-19 (55,56,57 T-петля, 18,19,20 D-петля). Одна каноническая пара и две неканонические пары.

    Картинка, иллюстрирующая водородные связи в паре G57-A20


  4. Предсказание вторичной структуры тРНК

    5. Для предсказания вторичной структуры тРНК используем алгоритм Зукера (программа mfold). Сначала сохраним последовательность т-РНК в файле 1YFG.fasta.txt. При запуске программы меняем значение P (P указывает, на сколько процентов выдаваемое предсказание структуры может отличаться по своей вычисленной энергии от оптимального. Чем больше значение этого параметра, тем больше вариантов предсказания будет выдано.) При параметре P=15 программа выдала 6 структур, из которых вторая совпадает с оригиналом.

    Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1YFG.pdb

    Участок структуры
    		Позиции в структуре
    (по результатам find_pair)     		Результаты предсказания
    с помощью einverted     		Результаты предсказания
    по алгоритму Зукера
    Акцепторный стебель 5' 1-7 3'
    5' 66-72 3'
    Всего 7 пар     		предсказано 7 пар из 7 реальных предсказано 7 пар из 7 реальных
    D-стебель 5' 10-13 3'
    5' 22-25 3'
    Всего 4 пары     		0 предсказано 4 пары из 4 реальных
    T-стебель 5' 49-53 3'
    5' 61-65 3'
    Всего 5 пар     		0 предсказано 5 пар из 5 реальных
    Антикодоновый стебель 5' 27-31 3'
    5' 39-43 3'
    Всего 5 пар     		0 предсказано 5 пар из 5 реальных
    Общее число канонических пар нуклеотидов 21 7 21
    einverted не для предсказания сложных вторичных структур. Программа mfold справляется с этим заданием .
©Старовойтова Анна,2008