Biosintesis de las Proteinas:Traduccion

Genetica GeneralQBT FCQ

Ismael Alejandro Carreño Diaz

Transmision De La Informacion Genetica

La Traducción o Biosíntesis de Proteínas es una etapa importante dentro del proceso global de la expresión génica, ya que permite, en último término, que la información genética almacenada en las moléculas de los ácidos nucleicos (genoma) se plasme en forma de proteínas, con una secuencia especifica de aminoácidos ordenada por una secuencia especifica de nucleótidos en el ARNm (“mensaje genético” a partir de la información cifrada en el ADN)

La relación existente entre las diferentes secuencias de nucleótidos y los aminoácidos proteicos se conoce como código genético.

Traduccion

El código genético marca la relación existente entre las unidades de codificación del ARN (tripletes de bases o codones) y cada uno de los 20 aminoácidos proteicos.

CG Degenerado: La mayor parte de los aminoácidos está codificada por más de un codón, conociéndose como codones sinónimos el conjunto de codones diferentes que codifican un mismo aminoácido.

CG Universal: funciona por igual en todos los sistemas biológicos.

Código Genético

El mensaje cifrado en la secuencia del RNAm se lee a partir del denominado triplete de iniciación (AUG), en el sentido 5’ A 3’, y de manera no solapada, de tres en tres bases, y finaliza cuando aparece en la pauta de lectura alguno de los tres tripletes de terminación (UAA, UAG y UGA).

Lectura

La secuencia comprendida entre el triplete de iniciación y el de terminación se suele denominar como cistrón o pauta abierta de lectura (ORF). Los ARNm bacterianos pueden ser policistrónicos, poseyendo varias ORF diferentes. Los ARNm eucarióticos son monocistrónicos, estando formados por un ORF principal, aunque en algunos casos puede existir un ORF corto, entre el principal y el extremo 5’ (uORF).

ORF

Los 20 aminoácidos proteicos participan en la síntesis de las proteínas bajo la forma d aminoacil-ARNt, es decir, en forma de complejos binarios en los que la molécula de aminoácido se encuentra unida de forma covalente a un tipo de ARN de pequeño tamaño denominado ARN de transferencia (ARNt).

BIOSÍNTESIS DE LAS PROTEÍNAS EN LOS PROCARIOTAS

Las moléculas de ARNt desempeñan funciones de moléculas adaptadoras, ya que, por una parte, debido a su carácter polinucleotídico y con bases sin aparear, pueden llevar a cabo interacciones específicas mediante enlaces por puentes de hidrógeno con las bases del RNAm, y por otra, reaccionan de forma covalente, mediante reacciones catalizadas por enzimas específicas, con aminoácidos, estableciendo la conexión entre las unidades del código de los ácidos nucleicos y de las proteínas.

ARNt

Cada molécula de ARNt une enzimáticamente a su extremo 3’ terminal (que en todos los ARNt es -CCA) un determinado aminoácido. Esta molécula de ARNt posee en su asa intermedia, o asa anticodón, una secuencia de tres bases complementarias del codón codificador del aminoácido.

Las aminoacil-ARNt sintetasas poseen capacidad autocorrectora o de lectura de pruebas, rompiendo el enlace formado si la relación aminoácidoARNt no es la correcta.

Anticodon (ARNt)

El proceso biosintético de proteinas se puede dividir en tres etapas:

iniciación, elongación y terminación.

En el proceso de iniciación tienen lugar la interacción del ribosoma con el extremo 5’ terminal del ARNm y la localización del metionil-ARNt iniciador sobre el triplete de iniciación AUG. En el caso de los ARNm procarióticos, la secuencia de Shine-Dalgarno existente en la región 5’UTR es fundamental para la interacción con el ribosoma.

Iniciación

Durante el proceso de elongación tiene lugar el crecimiento de la cadena polipeptídica desde el extremo amino hasta el carboxilo terminal, con la participación de los factores proteicos de elongación (FE-T y FE-G en los procariotas, y eFE-1 y eFE-2, en los eucariotas), y de la actividad peptidil transferasa responsable de la formación de los enlaces peptídicos que unen unos aminoácidos con otros a lo largo de la cadena.

Elongacion

La finalización de la cadena ocurre cuando en la pauta de lectura aparece uno de los tripletes de terminación, lo que facilita la entrada de un factor de terminación (RF) al sitio A vacío del ribosoma y la hidrólisis del peptidilARNt del sitio P, con la subsiguiente liberación de la cadena polipeptídica del ribosoma.

Finalización

Polirribosomas

El número de ribosomas por molécula de ARNm depende de la longitud del mismo. La cadena polipeptídica naciente tiene un tamaño mayor cuanto más próximo esté el ribosoma al extremo 3’ del ARNm.

En las células eucarióticas existen diversos sistemas de traducción que operan en compartimentos celulares diferentes: citosol, mitocondria y cloroplastos. El sistema de traducción más importante es el que opera en el citosol, que está formado por los ribosomas citosólicos y por una maquinaria de traducción similares a las descritas en las bacterias aunque con diferencias en lo que se refiere a determinadas características de los ribosomas, factores proteicos de traducción y ARNm.

BIOSÍNTESIS DE LAS PROTEÍNAS EN LOS EUCARIOTAS

Ribosomas Mitocondriales

La síntesis de las proteínas se regula, tanto en las células procariotas, como en las eucariotas, a través de diferentes mecanismos entre los que se puede destacar la regulación de los niveles de ARNm (control pretraduccional) y el control de la eficacia de lectura de un determinado ARNm (control traduccional).

Aparte de estos procesos generales, la traducción en células eucarióticas de determinados tipos de ARNm presenta mecanismos específicos de control, como la compartimentación citoplasmática de determinados tipos de ARNm o el silenciamiento de la expresión de determinados genes, por degradación de sus ARNm específicos mediante interacción con moléculas pequeñas de ARN (ARNsi o ARN pequeño de interferencia).

REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS PROTEICA

La cadena polipeptídica resultante del proceso biosintético en los ribosomas da lugar a su correspondiente proteína nativa, tras una serie de modificaciones (modificaciones postraduccionales) que incluyen la eliminación de residuos terminales o internos, modificaciones químicas de las cadenas laterales de determinados aminoácidos y el plegamiento de la cadena para formar las estructuras secundaria y terciaria apropiadas. A veces, las modificaciones son cotraduccionales, es decir, se producen a medida que la cadena se va sintetizando. En cualquier caso, estas modificaciones están relacionadas con la actividad y la funcionalidad de la proteína.

MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES

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