Síntesis de proteínas

Recordemos

• La síntesis de proteínas o traducción del ARN es el proceso anabólico mediante el cual se forman las proteínas a partir de los aminoácidos.

¿Qué son las Proteínas?• Son las macromoléculas orgánicas

más abundante de nuestras células. Compuestas por aminoácidos.

• Existen 20 aminoácidos, donde cada uno tiene un radical diferente.

Enlace Peptídico

• Los aminoácidos se unen por medio del enlace peptídico.

• Se forma un enlace peptídico entre el grupo carboxilo de un aminoácido (aminoácido 1) y el grupo amino de otro aminoácido (aminoácido 2).

¿Qué relación tiene el ADN y las proteínas?

• El idioma del ARN con las proteínas, es un código, llamado Código Genético, formado por tríos de bases (tripletes o codones), donde tres nucleótidos del ARN codifican a los aminoácidos en proteínas

• El ARN usa cuatro "letras": A, U, G y C

CódigoGenético

AUG: codón de inicio, codifica a la metionina

UAA,UAG, UGA: codones de fin, funcionan como señal de alto

Código genético degenerado: en la mayoría de los casos, hay más de un codón por aminoácido (máximo 6)

• En una célula procariótica, la transcripción y la traducción (síntesis de proteínas) están acopladas, es decir, que la traducción empieza mientras el ARNm está siendo sintetizado.

Los tipos de ARN más importante que participan en la síntesis de proteínas son tres, cada uno codificado por su propio gen:

• ARNm - ARN Mensajero: Codifica la secuencia de aminoácido de un polipéptido.

• ARNt - ARN de Transferencia: Lleva los aminoácidos a los ribosomas durante la traducción.

• ARNr - ARN Ribosomal: Con proteínas ribosomales y los ribosomas actúan con el ARNm.

Transcripción

• La síntesis de ARN incluye la separación de las cadenas del ADN y la síntesis de una molécula de ARN en la dirección 5' a 3' por la ARN polimerasa, usando una de las cadenas del ADN como molde, proceso conocido como Transcripción

1.- Iniciación

• En la primera etapa participa una enzima llamada ARN polimerasa.

• Para iniciar esta etapa se necesitan factores de iniciación que se unan a secuencias específicas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripción va a comenzar. Esas secuencias se denominan promotores. Estos tienen secuencias de nucleótidos definidas, donde las más conocidas son la caja TATAAT y la cajaTTGACA.

• La enzima ARN polimerasa se une a las secuencias promotoras del ADN constituyendo el complejo cerrado que luego se abre al aparecer la burbuja de transcripción formando el complejo abierto.

2.- Elongación

• La ARN polimerasa cataliza la elongación de cadena del ARN.

• Una cadena de ARN se une por apareamiento de bases a la cadena de ADN, y para que se formen correctamente los enlaces de hidrógeno que determina el siguiente nucleótido del molde de ADN. Cuando el nucleótido entrante forma los enlaces de hidrógeno idóneos, entonces la ARN polimerasa cataliza la formación del enlace fosfodiéster que corresponde.

• La dirección en la que las ARN polimerasas sintetizan ARN es siempre 5'P→3'OH.

Uniones fosfodiéster

• La ARN polimerasa cataliza la síntesis del ARN en un molde al ADN; un nucleótido de trifosfato precursor se aparea con las bases del molde de la cadena del ADN, y se forma una unión fosfodiéster entre el precursor y el crecimiento de la cadena de ARN.

Terminación• Al finalizar la síntesis de

ARNm, éste se separa del ARN polimerasa y de la molécula de ADN, la cual recupera su forma original.

• Para que ocurra el desensamblaje, el ARN polimerasa debe transcribir algunas secuencias específicas del ADN (terminador) adoptando una estructura en horquilla que desestabiliza el complejo ARN-ADN.

ARNm en Procariontes

• La secuencia del gen de codificación es colinear (ser igual) con el ARNm traducido; esto es, la transcripción del gene es la molécula traducida en el polipéptido.

ARNm en Eucariontes

• La secuencia del gen codificador en eucariontes no es colinear (ser exactamente igual) con el ARNm traducido; es decir, que la transcripción del gen es una molécula que debe ser procesada para quitar las secuencias extras (intrones), antes de su traducción en polipéptido.

Exones e Intrones

• El pre-ARNm es procesado en el núcleo para remover a los intrones y empalmar juntos a los exones dentro de un ARNm "legible". Este ARNm existe en el núcleo y es llevado al citoplasma.

• Se denomina traducción a la síntesis de un polipéptido con base en la información de una molécula de ARNm.

• En la traducción, el ARNm pasa a través del ribosoma, donde los codones son reconocidos por los ARNt que van unidos a su aminoácido específico.

• En muchos casos, la síntesis de proteínas se completa en los ribosomas libres, mientras que en otros en el RE rugoso.

Componentes moleculares Ribosomas

• Los ribosomas, son organelos celulares donde el ARNm es traducido. Esta formado por dos subunidades, y cada una de ellas contiene ARNr y proteínas ribosomales.

• Cada subunidad ribosomal esta compuesta por ARNt (ARN ribosomal) y proteínas ribosomales.

• En las células eucarióticas, las unidades grandes son las 60S (llamadas así por su velocidad de sedimentación). La unidad pequeña es 40S.

Componentes moleculares : ARNt

• Los ARNt llevan a los aminoácidos a los ribosomas durante la traducción, para ser ensamblados en una cadena polipeptídica

• Cada ARNt se combina sólo con un tipo de aminoácido y lo transporta.

• Se usan enzimas y ATP para unir el aminoácido a un extremo de la molécula de ARN..

• Todos los ARNt tienen el triplete CCA en la terminal 3', donde los aminoácidos se pegan.

• La otra "terminal" de la molécula de ARNt es el anticodón, el cual durantte la traducción, "lee" que coincida el codón del ARNm.

1.- Iniciación• El ARNm se une a

la subunidad menor del ribosoma formando el complejo de inicio.

• Este se forma por unión de las subunidades del ribosoma y el iniciador (met-ARNt) al principio del códon del ARNm.

Elongación de la cadena

polipeptídica

   Se inicia por el aminoacil-ARNt uniéndolo al codón en el sitio A del ribosoma.Una vez que el primero y segundo aminoácido están en su lugar, se enlazan. Luego, se libera el primer ARNt, que queda disponible para traer otra molécula de su aminoácido al ribosoma. El proceso continúa a medida que el ribosoma se desplaza por la cadena de ARNm, con lo que crece la cadena polipeptídica.

Término• En el extremo de la

cadena de ARNm está uno de los tres codones –UAG, UAA O UGA- que detienen el proceso de traducción.

• Cuando el ribosoma llega a uno de estos codones, se detiene la traducción y la cadena polipeptídica se separa.

• Las dos subunidades ribosomales también se separan del ARNm.