Исследование структуры тРНК

Краткое описание структуры в файле 1EVV.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул:
1.PHENYLALANINE TRANSFER RNA ( Фенилаланиновая тРНК ),одна цепь.

Молекула получена из организма дрожжей : SACCHAROMYCES
Для исследования была выбрана цепь A, представляющая фенилаланиновую тРНК со следующей последовательностью:


[1] 5' - G C G G A U U U A 2MG C U C A G H2U H2U G G G A G A G C M2G C C A G A OMC U OMG A A YG A PSU 5MC U G G A G 7MG U C 5MC U G U G 5MU PSU C G 1MA U C C A C A G A A U U C G C A C C A - 3' [76],

где 901 и 970 - номера первого и последнего нуклеотида.
В выбранной цепи отмечу большое количество модифицированных оснований и что на 3'-конце есть триплет CCA(C74,C75,A76), к которому присоединяется аминокислота.
В файле PDB приведены координаты атомов этого триплета.

Исследование вторичной структуры

С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями (1EVV.fp). В соответствии с полученными данными
акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 72-66.
Т-стебель - из участков 49-53 и 65-61
D-стебель - из участков 10-13 и 25-22
антикодоновый стебель - из участков 38-44 и 32-26



Визуализация расположения стеблей т-РНК с помощью программы RasMol.


На картинке изображена т-РНК в остовной модели.
Акцепторный стебель выделен красным, T-стебель зеленым,
D-стебель синим и антикодоновый стебель оранжевым.



Рис.1. Вторичная структура молекулы фенилаланиновой тРНК из SACCHAROMYCES

Скрипт для получения изображения: background white restrict none select all backbone 70 color white select 1-7 or 66-72 color red select 49-53 or 61-65 color green select 10-13 or 22-25 color blue select 38-44 or 26-32 color orange

Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 20 канонических и 3 неканонические пары оснований.

Ниже приведено изображение неканонической пары из акцепторного стебля:


Взаимодействие остатков G4 и U69



Дополнительные характеристики т-РНК:


-в структуре нет вариабельной петли,
-в T-петле отсутствует остаток тимидинна,
-в D-петле отсутствует остаток дигидроуридина.



Исследование третичной структуры

1. Данные о предположительных стрекинг-взаимодействиях получены в результате выполнения команды:
find pair -t 11QRT.pdb stdout | analyze и содержатся в выходном файле - 1EVV.out.
Всего было выдано 28 потенциально возможных взаимодействий.
Перекрытие Uc/GA, обладающее площадью (4,19 квадратных ангстрем), было замечено под номером 7.
Это - стрекинг-взаимодействие между основаниями U7 и A66 конца акцепторного стебля и с49 и G65 начала T-стебля.

Изображение соответствующего стекинг-взаимодействия получено при помощи выполнения последовательных команд:
ex_str -7 stacking.pdb step7.pdb (вырезание нужной структуры в отдельный файл),
stack2img -cdolt step7.pdb step7.ps (построение изображения).






2. Среди шести водородных взаимойдейсвий вне стеблей я выделил три, которые происходят между основаниями D и Т-петель.
Это пары нуклеотидов
U54 - a58
U55 - G18
G15 - C48

Неканоническая среди них только одна U55 - G18.



Предсказание вторичной структуры тРНК

Программа einverted.


Вводимая нуклеотидная последовательность: 1EVV.fasta

Штраф за гэп [12]: 4
(именно при этом значении получились наиболее адекватные р-ты)

Минимальное значение порога [50]:15
Пробовались значения 20,50 (улучшения эти значения не принесли)
Значение основания (канонической пары) [3]:3

Значение неканонической пары("несоответствие") [-4]:-4

Выходной файл :1EVV.inv

Выравнивание



1EVV: Score 16: 8/10 ( 80%) matches, 0 gaps
      22 gagcgccaga 31      
         || | |||||
      48 ctggaggtct 39      

1EVV: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps
      49 ctgtg 53      
         |||||
      65 gacac 61      
    



Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1EVV.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 0 пар из 7 реальных	Предсказано 6 пар из 7 реальных
D-стебель	5' 10-13 3' 5' 22-25 3' Всего 4 пары	Предсказано 0 пар из 4 реальных	Предсказано 4 пары из 4 реальных
T-стебель	5' 49-53 3' 5' 61-65 3' Всего 5 пар	Предсказано 5 пар из 5 реальных	Предсказано 5 пар из 5 реальных
Антикодоновый стебель	5' 38-44 3' 5' 26-32 3' Всего 7 пар	Предсказано 5 пар из 7 реальных	Предсказано 5 пар из 7 реальных
Общее число канонических пар нуклеотидов	23 пары	10 пар	20 пар



Алгоритм Зукера

Заданная команда без значения параметраа Р (default P=5)
mfold SEQ=trna.fasta


При увеличенни параметра "P" программа выдавала много структур, которые не оказались лучше первоначальной.

Изображение, полученное с помощью mfold: