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Compreendendo as estruturas tridimensionais de DNA, RNA e seus complexos com proteínas, medicamentos e outros ligandos, é crucial para decifrar as suas diversas funções biológicas, e para permitir que o desenho racional de terapêutica. Exploração de tais estruturas compreende três componentes separados, mas intimamente relacionados: análise (para extrair padrões de formas e interações), modelagem (para avaliar energética e dinâmica molecular), e visualização. Análise estrutural e construção do modelo são, essencialmente, duas faces da mesma moeda, e visualização complementa ambos.
A suíte 3DNA de programas de computador é um conjunto de ferramentas de bioinformática estrutural cada vez mais popular com recursos para analisar, construir e visualizar estruturas de ácidos nucleicos tridimensionais. Publicações anteriores delineou as capacidades do software 1, desde receitas a realizar tarefas selecionadas 2, introduziu a interface baseada na webde características populares do software 3, apresentou bases de dados de características estruturais coletados por meio de 3DNA 4, 5 e ilustrado a utilidade do software para a análise de DNA e RNA estruturas 6, 7.
O objetivo deste artigo é trazer o kit de software 3DNA para os cientistas de laboratório e outros com interesses e / ou necessidades para investigar DNA e RNA organização espacial com ferramentas computacionais state-of-the-art. Os protocolos aqui apresentados incluem instruções passo-a-passo (i) para fazer o download e instalar o software em um sistema Mac OS X, (ii-iii) para analisar e modificar estruturas de DNA no nível das etapas de pares de bases que constituem, ( iv-v) para analisar e alinhar conjuntos de estruturas de DNA relacionadas, e (vi) para a construção de modelos de cadeias de DNA em proteínas decorado com a interface web amigável w3DNA. O software tem a capacidade de analisar as estruturas individuais resolvidos utilizando métodos de cristalografia de raios-X, bem como grandeconjuntos de estruturas determinadas com os métodos de ressonância magnética nuclear (RMN) ou gerados por técnicas de simulação por computador.
As estruturas aqui examinadas incluem: (i) a estrutura cristalina de alta resolução do DNA ligada à proteína de Borrelia burgdorferi HBB 8 (a bactéria por carrapatos que causa a doença de Lyme em seres humanos 9, 10), (ii) a dois grandes conjuntos de sequencialmente As moléculas de DNA relacionados produzidos com simulações moleculares 11 - 4500 instantâneos de GGCAAAATTTTGCC (d) 2, d (CCGTTTTAAAACGG) 2 recolhidos em incrementos de 100 PSEC durante os cálculos, e (iii) um pequeno conjunto de estruturas com base em RMN do operador ADN O3 ligado aos capacetes da Escherichia coli Lac proteína repressora 12. As instruções abaixo incluem informações sobre como acessar os arquivos de coordenadas atômicas associados a cada uma dessas estruturas, bem como a forma de usar 3DNA (a cópia desse arquivo é encontradono fórum 3DNA em http://forum.x3dna.org/jove ) para examinar e modificar essas estruturas.