3DNA साथ न्यूक्लिक एसिड संरचना का विश्लेषण और बिल्डिंग
Summary
3DNA सॉफ्टवेयर पैकेज, विश्लेषण का निर्माण, और तीन आयामी न्यूक्लिक एसिड संरचनाओं कल्पना करने की क्षमता के साथ एक लोकप्रिय और बहुमुखी जैव सूचना विज्ञान उपकरण है. यह लेख व्यक्तिगत संरचनाओं और संबंधित संरचनाओं की टुकड़ियों दोनों पर लागू 3DNA में उपलब्ध नई और लोकप्रिय सुविधाओं के एक सबसेट के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है.
Abstract
3DNA सॉफ्टवेयर पैकेज, विश्लेषण का निर्माण, और तीन आयामी न्यूक्लिक एसिड संरचनाओं कल्पना करने की क्षमता के साथ एक लोकप्रिय और बहुमुखी जैव सूचना विज्ञान उपकरण है. यह लेख व्यक्तिगत संरचनाओं और संबंधित संरचनाओं की टुकड़ियों दोनों पर लागू 3DNA में उपलब्ध नई और लोकप्रिय सुविधाओं के एक सबसेट के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है. प्रोटोकॉल 1 सॉफ्टवेयर डाउनलोड करने और स्थापित करने के लिए आवश्यक निर्देश के सेट सूचियों. इस आधार जोड़े के काम और संरचना का वर्णन है कि कठोर शरीर मापदंडों के निर्धारण सहित एक न्यूक्लिक एसिड संरचना, का विश्लेषण द्वारा प्रोटोकॉल 2, में, पीछा किया और, प्रोटोकॉल 3 में, एक परमाणु के पुनर्निर्माण की एक विवरण के आधार पर किया जाता है अपने कठोर शरीर मापदंडों से एक संरचना का मॉडल. 3DNA, संस्करण 2.1, का नवीनतम संस्करण जैसे परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) मापन और आणविक गतिशील (एमडी से deduced के रूप में उन संरचनाओं की टुकड़ियों का विश्लेषण और हेरफेर के लिए नई सुविधाओं की है,) सिमुलेशन, इन सुविधाओं प्रोटोकॉल 4 और 5 में प्रस्तुत कर रहे हैं. 3DNA अकेले खड़े सॉफ्टवेयर पैकेज के अलावा, में स्थित w3DNA वेब सर्वर, http://w3dna.rutgers.edu , सॉफ्टवेयर की चयनित सुविधाओं के लिए एक उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस प्रदान करता है. प्रोटोकॉल 6 उपयोगकर्ता द्वारा निर्दिष्ट स्थानों पर बाध्य प्रोटीन के साथ सजाया लंबे डीएनए अणु के मॉडल के निर्माण के लिए साइट का एक उपन्यास सुविधा को दर्शाता है.
Introduction
डीएनए, आरएनए और प्रोटीन, दवाओं, और अन्य ligands के साथ उनके परिसरों के तीन आयामी संरचना को समझना उनके विविध जैविक कार्यों का गूढ़ रहस्य के लिए महत्वपूर्ण है, और चिकित्सा विज्ञान की तर्कसंगत डिजाइन की अनुमति के लिए. विश्लेषण (आकार और बातचीत में पैटर्न निकालने के लिए), मॉडलिंग (ऊर्जा विज्ञान और आणविक गतिशीलता का आकलन करने के लिए), और दृश्य: ऐसी संरचनाओं का अन्वेषण तीन अलग, अभी तक बारीकी से संबंधित घटकों पर जोर देता. स्ट्रक्चरल विश्लेषण और मॉडल निर्माण एक ही सिक्के के अनिवार्य रूप से दो पक्ष हैं, और दृश्य उन दोनों के पूरक है.
कंप्यूटर प्रोग्राम के 3DNA सूट तीन आयामी न्यूक्लिक एसिड संरचना, विश्लेषण का निर्माण, और कल्पना करने के लिए क्षमताओं के साथ एक तेजी से लोकप्रिय संरचनात्मक जैव सूचना विज्ञान टूलकिट है. इससे पहले प्रकाशनों व्यंजनों चयनित कार्य 2 प्रदर्शन करने के लिए प्रदान की सॉफ्टवेयर 1, की क्षमताओं को रेखांकित किया, वेब आधारित इंटरफेस पेशसॉफ्टवेयर 3 की लोकप्रिय सुविधाओं के लिए, ढांचागत सुविधाओं की प्रस्तुत डेटाबेस का उपयोग कर एकत्र 3DNA 4, 5 और डीएनए और आरएनए संरचनाओं 6, 7 दोनों के विश्लेषण में सॉफ्टवेयर की उपयोगिता सचित्र.
इस अनुच्छेद के लक्ष्य डीएनए और राज्य के-the-कला कम्प्यूटेशनल उपकरण के साथ शाही सेना स्थानिक संगठन की जांच के लिए दिलचस्पी है और / या जरूरत के साथ प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों और अन्य लोगों के लिए 3DNA सॉफ्टवेयर किट लाना है. यहाँ प्रस्तुत प्रोटोकॉल कदम दर कदम निर्देश (मैं) एक मैक ओएस एक्स सिस्टम पर सॉफ्टवेयर डाउनलोड करने और स्थापित करने के लिए, (II-III) घटक आधार जोड़ी कदम, के स्तर पर डीएनए संरचना का विश्लेषण और संशोधित करने के लिए (शामिल चतुर्थ-V) का विश्लेषण करने और संबंधित डीएनए संरचना के सेट संरेखित, और (vi) उपयोगकर्ता के अनुकूल w3DNA वेब इंटरफेस के साथ प्रोटीन से सजाया डीएनए श्रृंखला के मॉडल का निर्माण करने के लिए. सॉफ्टवेयर व्यक्तिगत संरचनाओं के साथ ही बड़े एक्स – रे crystallographic तरीकों का उपयोग कर हल का विश्लेषण करने की क्षमता हैपरमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) तरीकों के साथ निर्धारित या कंप्यूटर सिमुलेशन तकनीक द्वारा उत्पन्न संरचनाओं के ensembles.
संरचनाओं (मैं) Borrelia burgdorferi 8 (मनुष्य 9, 10 में Lyme रोग का कारण बनता है कि टिक जनित जीवाणु), (ख) से HBB प्रोटीन के लिए बाध्य डीएनए के उच्च संकल्प क्रिस्टल संरचना में शामिल यहां क्रमिक रूप से दो बड़े सेट की जांच की घ के 4,500 स्नैपशॉट (GGCAAAATTTTGCC) 2 और घ (CCGTTTTAAAACGG) 2 गणना के दौरान 100 psec वेतन वृद्धि पर एकत्र, और ओ 3 डीएनए ऑपरेटर की एनएमआर आधारित संरचनाओं (iii) एक छोटा सा पहनावा – आणविक सिमुलेशन 11 के साथ उत्पादन संबंधी डीएनए अणु Escherichia कोलाई लाख repressor प्रोटीन 12 के headpieces के लिए बाध्य. नीचे दिए गए निर्देशों इन संरचनाओं में से प्रत्येक के साथ और साथ ही कैसे 3DNA (इस फ़ाइल की एक प्रति मिली है उपयोग करने के लिए जुड़े परमाणु निर्देशांक की फ़ाइलों का उपयोग करने के बारे में जानकारी शामिलपर 3DNA मंच पर http://forum.x3dna.org/jove ) इन संरचनाओं की जांच करने और संशोधित करने के लिए.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस लेख में प्रस्तुत प्रोटोकॉल का सेट केवल कार्यक्रमों की 3DNA सूट की क्षमताओं पर संपर्क. उपकरण आदि,, ऐसे बाँधना होता है जिसमें माध्यमिक संरचनात्मक संदर्भों निर्धारित करने के लिए पेचदार टुकड़े के स्थानि?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम आणविक गतिशीलता सिमुलेशन में उत्पन्न डीएनए डबल हेलिक्स के निर्देशांक साझा करने के लिए Jiří Šponer के लिए आभारी हैं. हम भी इन संरचनाओं को डाउनलोड करने में सहायता के लिए नाडा Spackova को स्वीकार करते हैं. USPHS अनुसंधान अनुदान के माध्यम से इस काम का समर्थन GM34809 और GM096889 कृतज्ञता से स्वीकार किया है.
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