Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Bioinformatik: Datorövning med nukleotider o.dyl.

Inledning

För att riktigt kunna förstå hur DNA-molekylen fungerar, är det nödvändigt att känna till dess struktur. Ett sätt är att bygga modeller och pussla med dem, precis så som James Watson och Francis Crick gjorde. För oss här och nu, är det mer effektivt att titta på strukturer i 3D på datorskärmen istället!

Tid för detta

Den här övningen tar c:a 40 minuter att genomföra

Material

  Annons
 

Du behöver ha en dator med programmet Jmol installerat (se instruktioner på den här sidan). Du behöver också ladda ner följande strukturfiler och spara dem på din dator:

Precis som föreslaget på instruktionerna på den här sidan, är det praktiskt att spara filerna i en egen mapp under program\jmol på din dator.

Du kommer också att behöva titta på strukturformler på nukleotider, lämpligen de som finns på den här sidan.

Gör såhär

β-D-fruktofuranos
β-D-fruktofuranos i Jmol. β-D-fruktofuranos i Jmol.

  1. Starta programmet Jmol och öppna filen beta-D-fructofuranose.pdb. Det du ser nu är en kul-och-pinnmodell av det socker som är grunden i alla nukleotider. 
  2. Pröva att klicka och dra i bilden, så vrider du på molekylen.
  3. Syreatomerna är just nu rödfärgade, väteatomerna vita och kolatomerna gråa. (Så småningom kommer du också att se kväveatomer som blåa kulor och fosforatomer som gula.) Hur många syreatomer finns det i strukturen?
  4. Hur många atomer ingår i själva ringstrukturen?

Adenosinmonofosfat
Adenosinmonofosfat i Jmol. Adenosinmonofosfat i Jmol.

  1. Öppna filen adenine-dna.pdb i Jmol. Precis som innan visas en kul-och-pinnmodell av molekylen, den här gången adenosinmonofosfat.
  2. Hur många kväveatomer ingår i adeninresten?
  3. På vilken kolatom (vilket nummer) sitter adeninresten?
  4. Hur många fosfatgrupper finns med i just den här strukturen?
  5. Hur många fosfatgrupper finns det i ATP?
  6. Hur kan du se att den här strukturen kan ingå i en DNA-molekyl, och inte i en RNA-molekyl? Visa på skärmen för din lärare!

Okänd nukleotid
Den okända nukleotiden i Jmol. Den okända nukleotiden i Jmol.

  1. Öppna filen okand-nukleotid.pdb i Jmol.
  2. Vrid och vänd på strukturen och jämför med strukturformlerna för de olika kvävebaserna.
  3. Vilken nukleotid rör det sig om? Se efter noga! 

Nukleotidpar 1
Nukleotidpar 1 i Jmol. Nukleotidpar 1 i Jmol.

  1. Öppna filen nukleotidpar-1.pdb.
  2. Högerklicka i fönstret, och välj menyn "Vy > Schema > Kula och pinne". 
  3. Ett nukleotidpar består alltid av en purin och en pyrimidin.
    1. Vilken är purinen som visas?
    2. Vilken är pyrimidinen som visas?
  4. På vilka kolatomer (nummer) sitter fosfatgrupperna? Visa för din lärare att du kan peka ut kolatomerna på skärmen och ge dem rätt nummer.
  5. Vad för slags kemisk grupp sitter på 3’-kolet? Visa för din lärare att du kan peka ut den på skärmen!
  6. Hur många vätebindningar håller samman nukleotidparet?
  7. Mellan vilka atomer uppträder vätebindningarna? Visa för din lärare att du kan peka ut dem på skärmen!

Nukleotidpar 2
Nukleotidpar 2 i Jmol. Nukleotidpar 2 i Jmol.

  1. Öppna filen nukleotidpar-2.pdb.
  2. Högerklicka i fönstret, och välj menyn "Vy > Schema > Kula och pinne". På grund av ett fel i programmet visas en bindning tydligt felaktigt. Bortse från den bindningen i fortsättningen.
  3. Ett nukleotidpar består som sagt alltid av en purin och en pyrimidin.
    1. Vilken är purinen som visas?
    2. Vilken är pyrimidinen som visas?
  4. Hur många vätebindningar håller samman nukleotidparet?
  5. Mellan vilka atomer uppträder vätebindningarna? Visa för din lärare att du kan peka ut dem på skärmen!

DNAB-DNA i Jmol. B-DNA i Jmol.

  1. Öppna filen b-dna.pdb.
  2. Högerklicka i fönstret, och välj menyn "Vy > Schema > CPK Spacefill".
  3. Visa för din lärare var du har 3’- och 5’-ändarna i molekylen på skärmen