المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24

جهود الإمام علي ( عليه السّلام ) في إحياء الشريعة الإسلامية
29-4-2022
روسيا
25-5-2018
تحججاتُ قريش العجيبة
28-4-2017
التطور السياحي في الوطن العربي
12-1-2016
Contact with Maori
2024-04-17
بعثة النبي والنظر في معجزته
3-08-2015

Deoxyribonucleotide Synthesis  
  
2170   10:44 صباحاً   date: 17-11-2021
Author : Denise R. Ferrier
Book or Source : Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry
Page and Part :


Read More
Date: 16-9-2021 1446
Date: 16-11-2021 1076
Date: 2-11-2021 732

Deoxyribonucleotide Synthesis


The nucleotides described thus far all contain ribose (ribonucleotides). DNA synthesis, however, requires 2′-deoxyribonucleotides, which are produced from ribonucleoside diphosphates by the enzyme ribonucleotide reductase during the S-phase of the cell cycle . [Note: The same enzyme acts on pyrimidine ribonucleotides.]
A. Ribonucleotide reductase
Ribonucleotide reductase (ribonucleoside diphosphate reductase) is a dimer composed of two nonidentical subunits, R1 (or, α) and the smaller R2 (or, β), and is specific for the reduction of purine nucleoside diphosphates (ADP and GDP) and pyrimidine nucleoside diphosphates (CDP and UDP) to their deoxy forms (dADP, dGDP, dCDP, and dUDP). The immediate donors of the hydrogen atoms needed for the reduction of the 2′-hydroxyl group are two sulfhydryl (–SH) groups on the enzyme itself (R1 subunit), which form a disulfide bond during the reaction ). [Note: R2 contains the stable tyrosyl radical required for catalysis at R1.]
1. Reduced enzyme regeneration: In order for ribonucleotide reductase to continue to produce deoxyribonucleotides at R1, the disulfide bond created during the production of the 2′-deoxy carbon must be reduced.
The source of the reducing equivalents is thioredoxin, a protein coenzyme of ribonucleotide reductase. Thioredoxin contains two cysteine residues separated by two amino acids in the peptide chain. The two –SH groups of thioredoxin donate their hydrogen atoms to ribonucleotide reductase, forming a disulfide bond in the process (Fig. 1).


Figure 1: Conversion of ribonucleotides to deoxyribonucleotides. NADP(H) = nicotinamide adenine dinucleotide phosphate; dATP = deoxyadenosine triphosphate.

2. Reduced thioredoxin regeneration: Thioredoxin must be converted back to its reduced form in order to continue performing its function. The reducing equivalents are provided by NADPH + H+, and the reaction is catalyzed by thioredoxin reductase, a selenoprotein .
B. Deoxyribonucleotide synthesis regulation
Ribonucleotide reductase is responsible for maintaining a balanced supply of the deoxyribonucleotides required for DNA synthesis. Consequently, the regulation of the enzyme is complex. In addition to the catalytic site, R1 contains two distinct allosteric sites involved in regulating enzymic activity (Fig. 2).

Figure 2:  Regulation of ribonucleotide reductase. dATP, dTTP, and dGTP = deoxyadenosine, deoxythymidine, and deoxyguanosine triphosphates. [Note: The R1 subunit is also referred to as α and the R2 as β.]
1. Activity sites: The binding of dATP to allosteric sites (known as activity sites) on R1 inhibits the overall catalytic activity of the enzyme and, therefore, prevents the reduction of any of the four nucleoside diphosphates. This effectively prevents DNA synthesis and explains the toxicity of increased levels of dATP seen in conditions such as adenosine deaminase (ADA) deficiency . In contrast, ATP bound to these sites activates the enzyme.
2. Substrate specificity sites: The binding of nucleoside triphosphates to additional allosteric sites (known as substrate specificity sites) on R1 regulates substrate specificity, causing an increase in the conversion of different species of ribonucleotides to deoxyribonucleotides as they are required for DNA synthesis. For example, deoxythymidine triphosphate binding at the specificity site causes a conformational change that allows reduction of GDP to dGDP at the catalytic site when ATP is at the
activity site.
The drug hydroxyurea (hydroxycarbamide) inhibits ribonucleotide reductase, thereby inhibiting the generation of substrates for DNA synthesis. The drug is an antineoplastic agent and is used in the treatment of cancers such as melanoma. Hydroxyurea is also used in the treatment of sickle cell anemia . However, the increase in fetal hemoglobin seen with hydroxyurea is because of changes in gene expression and not to ribonucleotide reductase inhibition.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.