ניתוח ובניית מבני חומצות גרעין עם 3DNA

Summary

חבילת תוכנת 3DNA היא כלי פופולרי ביואינפורמטיקה ותכליתית עם יכולות לנתח, לבנות, ולדמיין מבני חומצות גרעין תלת ממדיים. מאמר זה מציג פרוטוקולים מפורטים לקבוצת משנה של תכונות חדשות והפופולריות זמינות ב3DNA, החלים על שני מבנים והרכבים של מבנים הקשורים בודדים.

Abstract

חבילת תוכנת 3DNA היא כלי פופולרי ביואינפורמטיקה ותכליתית עם יכולות לנתח, לבנות, ולדמיין מבני חומצות גרעין תלת ממדיים. מאמר זה מציג פרוטוקולים מפורטים לקבוצת משנה של תכונות חדשות והפופולריות זמינות ב3DNA, החלים על שני מבנים והרכבים של מבנים הקשורים בודדים. 1 פרוטוקול מפרט את הסט של הוראות הדרושות כדי להוריד ולהתקין את התוכנה. זה ואחריו, בפרוטוקול 2, על ידי הניתוח של מבנה חומצת גרעין, ובכלל זה את ההקצאה של זוגות בסיסים וקביעת פרמטרים נוקשי גוף המתארים את המבנה ואת, בפרוטוקול 3, על ידי תיאור של הבנייה מחדש של אטומי מודל של מבנה מהפרמטרים נוקשה הגוף שלה. הגרסה העדכנית ביותר של 3DNA, גרסת 2.1, יש לו תכונות חדשות לניתוח והמניפולציה של הרכבים של מבנים, כגון אלה המשתמעים מתהודה גרעינית (NMR) מדידות מגנטיות ו( MD הדינמי המולקולריסימולציות); תכונות אלה מוצגות בפרוטוקולי 4 ו -5. בנוסף לחבילת התוכנה העצמאית 3DNA, שרת האינטרנט w3DNA, הממוקם בhttp://w3dna.rutgers.edu, מספק ממשק ידידותי למשתמש לתכונות נבחרות של התוכנה. 6 פרוטוקול מדגים תכונה חדשנית של האתר לבניית מודלים של מולקולות דנ"א ארוכות מעוטרות בחלבונים מאוגדים במקומות משתמש שצוינו.

Introduction

הבנת המבנים תלת ממדיים של ה-DNA, RNA, והקומפלקסים שלהם עם חלבונים, סמים, וligands אחר, היא חיונית לפענוח התפקודים הביולוגיים השונים שלהם, ועל שאפשרה תכנון רציונלים של תרופות. חקירה של מבנים כאלה כרוך בשלושה מרכיבים נפרדים, אך קשורים באופן הדוק: ניתוח (כדי לחלץ דפוסים בצורות ובאינטראקציות), מודלים (כדי להעריך את האנרגטיקה ודינמיקה מולקולרית), והדמיה. ניתוח מבני ובניית מודל הם בעצם שני צדדים של אותו מטבע, ויזואליזציה משלימה את שניהם.

חבילת 3DNA של תוכנות מחשב היא ערכת כלים מבניות ביואינפורמטיקה פופולרית יותר ויותר עם יכולות לנתח, לבנות, ולדמיין מבני חומצות גרעין....

Protocol

1. התקנה של חבילת התוכנה

1. להתחבר לאתר 3DNA בhttp://x3dna.org ולחץ על הקישור לפורום 3DNA. בתוך הפורום בחר בקישור 'הירשם', ועקוב אחר ההוראות כדי ליצור חשבון חדש.
2. ההתקנה הבאה הוראות הפירוט של התוכנה במחשב מקינטוש מבוסס OS X עם הקליפה "bash" ברירת מחדל. ההליך למערכות לינוקס או Windows (Cygwin, MINGW / MSYS) עם פגזים נפוצים (כולל 'tcsh') נמצא בתוך פורום 3DNA.
3. לאחר שקבעת את שם משתמש וס....

Results

כלי תוכנת 3DNA משמשים באופן שגרתי לניתוח מבני חומצות גרעין. לדוגמה, את זהותם של זוגות בסיסים והפרמטרים נוקשים הגוף המאפיינים את ההסדרים של בסיסים שבברי סליל כפול של ה-DNA ומבני RNA מחושבים באופן אוטומטי ונשמרות עבור כל ערך חדש במאגר חומצות גרעין ^22, מאגר עולמי של מידע מבני חומצות גרעין. את הערכים של הפרמטרים נוקשה-הגוף שנקבעו בפרוטוקול 2 בקלות לחשוף עיוותים במבנה תלת ממדים, כמו שני האתרים של DNA הקיצוני כיפוף לתוך החריץ הגדול, עם זוויות גלגול חיוביות גדולות (64.95 ° ו60.......

Discussion

הקבוצה של פרוטוקולים שהוצגו במאמר זה נגע רק על היכולות של חבילת 3DNA של תוכניות. ניתן ליישם את הכלים RNA מבנים לזהות זוגות בסיסים שאינם קנוניים, על מנת לקבוע את ההקשרים המבניים משניים שבזיווג כזה מתרחש, לכמת את הנטייה שברי מרחבי של סליל, כדי למדוד את החפיפה של בסיסים לאורך עמוד השדרה השרשרת, וכו ' הפקודה מאפשרת למשתמש לבנות מחדש לבנות ייצוגים לחסום פשוטים ואינפורמטיבי של הבסיסים וזוגות בסיסים כמו שמוצג בהבלעה באיור 1. הכלים לבנייה כוללים גם תכונות לרצפים שונים.......