На главную страницу
На главную страницу третьего семестра

Структура тРНК

1.  Из банка PDB получена структура 1asz.
   В ней содержится описание тРНК аспарагиновой кислоты (asp) из Saccharomyces cerevisiae.
   Макромолекулы:
   
   • 2 цепи тРНК, (цепи R и S)
   • 2 субъединицы белка, (белок SYDC_YEAST, цепи A и B)
   Также в структуре содержится две молекулы АТФ.

   Для дальнейшего изучения выбрана цепь R тРНК (далее – просто тРНК).
    

2.  Последовательность тРНК:

       UCCGUGAUAGUUPAAuGGuCAGAAUGGGCGCPUGUCgCGUGCCAGAUcGGGGTPCAAUUCCCCGUCGCGGAGCCA         
    

   Нумерация: 601 .. 676, но пропущено основание 647.
   Модифицированные основания:
   

   613, 632, 655		PSU (P)		Псевдоуридин
   616, 619		H2U (u)		Дигидроуридин
   637		1MG (g)		1-метилгуанин
   649		5MC (c)		5-метилцитозин

   
    
3.  Структура тРНК (цепь R) проанализирована программой find_pair. Найдено три спирали (см. рис.), длиной 14, 12 и 1 основание. На рисунке они окрашены красным, зеленым и синим соответственно. Белым окрашены неспиральные участки.
   Далее приведено то же окрашивание на I структуре РНК:

         ------>  ----->  >                    ----->    ----->
   5'--- UCCGUGAUAGUUPAAuGGuCAGAAUGGGCGCPUGUCgCGUGCCAGAUcGGGGTPCAAUUCCCCGUCGCGGAGCCA ---3'
                <        <    <---------               <       < <  <-----------
    

   На схеме стрелки означают направление цепи в спирали. Таким образом, спираль состоит из участков цепи, окрашенных в один цвет и имеющих разное направление на схеме.

   скрипт-файл RasMol

   Если под СПИРАЛЬЮ понимать только СТЕБЕЛЬ во II структуре, то общая картина упрощается:

         ------>  --->            ----->                            ---->
   5'--- UCCGUGAUAGUUPAAuGGuCAGAAUGGGCGCPUGUCgCGUGCCAGAUcGGGGTPCAAUUCCCCGUCGCGGAGCCA ---3'
                              <---             <-----   <----            <------
    

   Здесь видны четыре стебля "клеверного листа": основной (красный) и три "боковых".
   Их пространственная укладка:

   скрипт-файл RasMol

   
    
4.   В структуре найдено два примера внеспирального взаимодействия оснований (1й и 2й скрипт).

   Всего в тРНК 9 неканонических пар оснований (по данным программы find_pair):

    605_:[..U]U-*---G[..G]:.668
    654_:[..T]T-**--A[..A]:.658
    655_:[PSU]P-**+-G[..G]:.617
    640_:[..U]U-*---G[..G]:.630
    644_:[..A]A-*---G[..G]:.626
    610_:[..G]G-*---U[..U]:.625
    613_:[PSU]P-*---G[..G]:.622
    614_:[..A]A-**--U[..U]:.608
    615_:[..A]A-**+-U[..U]:.648
    

   Рассмотрим наиболее выраженные из них:

   цитозин – псевдоуредин	гуанин – аденин
   гуанин – урацил	аденин – урацил Связь возникает между NH-группой урацила и N 5членного кольца аденина

   Четыре стебля образуют две спирали.
   Обе длинные спирали похожи на A-форму ДНК. Действительно, они имеют большой диаметр (в центре расположена "дырка"), плоскости основания сильно наклонены относительно перпендикуляра, около 11 оснований в одном витке, шаг спирали меньше 30 ангстрем. Это правые спирали.
   Торсионнуе углы сильно искажены (по результатам программы analyze).
    

5.   С помощью программы einverted проведен поиск инвертированных последовательностей в тРНК.

   Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные последовательности в НК. Получен результат:

   sequence: Score 82: 19/31 ( 61%) matches, 4 gaps 1 tccgtgatagtttaatg--gtcaga-atgg-gcgc 31 |||| || | | || | || ||| ||| 71 aggcgctgccccttaacttggggctagaccgtgcg 37

   Данное выравнивание похоже на реальную структуру только начальным фрагментом (основной стебель). Остальные стебли не совпадают.
    

6.   Для предсказания II структуры тРНК использована программа mfold. Наиболее близкая к реальности структура изображена на рисунке (Синие точки означают неканонические взаимодействия).

   

   Это изображение (?3) получено при параметре P больше 10.