Исследование структуры тРНК
 :Главная   :Семестры   :Сайт ФББ
Исследование структуры тРНК

I. Краткое описание структуры в файле 1FFY.pdb

В файле PDB комплекса синтетазы с тРНК,взятого из бактерии Staphylococcus Aureus,приведены координаты атомов следующих молекул:
  1.Белка-синтетазы изолейцил-тРНК (1 молекула)
  2.тРНК (1 молекула)
Для исследования была выбрана цепь T, представляющая собой изолейцил-тРНК со следующей последовательностью:[1] 5' - GGGCUUGUAGCUC AGGUGGUUAGAGC GCACCCCUGAUAA GGGUGAGGUCGGU GGUUCAAGUCCAC UCAGGCCCAC- 3' [74]. В последовательности на 3'-конце есть триплет CCA, к которому присоединяется аминокислота.Координаты атомов для его конца приведены.

II. Исследование вторичной структуры

С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями-1FFY.out. В соответствии с полученными данными:
  1.Акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 66-72.
  2.Т-стебель состоит из участка 49-53 и комплементарного ему участка 61-65.
  3.D-стебель состоит из участка 10-13 и комплементарного ему участка 22-25.
  4.Антикодоновый стебель состоит из участка 26-32 и комплементарного ему участка 38-44.

restrict none
select rna
backbone 100
color grey
select (1-7,66-72) and rna
backbone 100
color red
select (49-53,61-65) and rna
backbone 100
color green
select (10-13,22-25) and rna
backbone 100
color blue
select (26-32,38-44) and rna
backbone 100
color orange
select 34-36 and rna
cpk 80
wireframe 50
color cpk
select 34-36 and rna and phosphorus
color grey
Рис.1.Скрипт (справа) и результат(в шарнирной модели показан антикодон GAU(34-36)).

Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 20 канонических и 10 неканонических пар оснований.Пример неканонического взаимодействия:

Рис2.Пример неканонического взаимодествия аденина(38) с цитозином(32).


Также необходимо отметить наличие вариабельной петли,состоящей из минимального для неё количества нуклеотидов-4(с 45-48,включительно).В T-петле (54-60) остатка тимидина не наблюдается.В D-петле (14-21) остатки дигидроуредина не встречаются.Также был найден антикодон в антикодоновой петле-GAU(34-36). Соответствующая ему аминокислота-изолейцин.Но не стоит забывать и то,что существует гипотеза "качаний" ,объясняющая тот факт,что некоторые т-РНК могут узнавать несколько кодонов.

III. Исследование третичной структуры


1.Cтекинг-взаимодействия между основаниями конца акцепторно стебля и начала Т-стебля не выявлено.Между антикодоновым и D-стеблем стекинг-взаимодействие обнаруживается.В выходном файле 1FFY.out описано это стекинг-взаимодействие между парами AG(44,26) и CG (25,10),причём площадь перекрывания равна 1.56 квадратных ангстрем-минимальная площадь перекрывания.Стекинг-взаимодействие наглядно продемонстрировано на рисунке:

Рис1.Стекинг взаимодействие между парами A(44,26)-G(26) и C(25)-G(10).


2.В D-петле имеются дополнительные водородные связи.Ими связаны атомы:G(19,D-стебель)-C(56,Т-стебель)-каноническая связь, и U(18,D-стебель)-G(55,T-стебель)-неканоническая связь.Пример:


III. Предсказание вторичной структуры тРНК


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 6 пар из 7 реальных предсказано 7 пар
D-стебель 5' 10-13 3'
5' 22-25 3'
всего 4 пары 		- предсказано 4 пары
T-стебель 5' 49-53 3'
5' 61-65 3'
всего 5 пар 		- предсказано 5 пар
Антикодоновый стебель  5' 26-32 3'
5' 38-44 3'
всего 7 пар 		 предсказано 5 из 7 реальных предсказано 5 пар
Общее число канонических пар нуклеотидов  20  11  20


einverted
По-видимому программа предназначена для работы с ДНК,т.к. заменяет урацил на тимин,и изначально используется для поиска инвертированных последовательностей, нежели для предсказания вторичной структуры,по таким последовательностям ищут участки регуляции ДНК репликации(также инвертированными последовательностями окружены транспозоны).Такие последовательности обеспечивают образование стеблевых петлей(stem loops).Соответсвенно,можно метод применить и к т-РНК,но хорошие результаты маловероятны,что и подтверждается практикой.Результаты предсказания невелики,для этого были приняты следующие параметры: minimum score threshold="5",gap penalty="5", mismatch score="-1".

mfold
Работа программы mfold по алгоритму Зукера показала результаты,близкие к действительности.Программа была запущена с параметрами по умолчанию.Схема приведена ниже:
©Кирилин Евгений,2007