la síntesis proteica
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Síntesis de proteínas a partir del ADNm (mensajero). Enzimas involucradas en el proceso y sus funciones.TRANSCRIPT
La Síntesis Proteica
Astrid Böhnel Nava 5ºQFB
Traducción… de qué?
Es el proceso posterior a la transcripción (del ADN en ARNm), de traducción del material genético para la producción de proteínas, es decir,
La síntesis de proteínas
Requisitos para la traducción El ARNm (mensajero): transmite la
información contenida en el ADN y la lleva hasta los ribosomas, para que allí se traduzca.
El ARNt (de transferencia): tiene la función de transportar aminoácidos específicos hacia los ribosomas donde se sintetizan las proteínas.
El ARNr (ribosómico): se encarga de anclar el ARNm a la ribosoma.
+ requisitos Presencia de los 20
aminoácidos esenciales activados para la síntesis proteica.
Codones (tripletes): secuencia de tres bases de ARNm que especifica un aminoácido determinado para ser incorporado a una proteína, a veces señalan el inicio o el final de una proteína.
Tabla de codones. Ilustra los 64 tripletes posibles. 2ª base
U C A G
1ª base
U
UUU FenilalaninaUUC FenilalaninaUUA LeucinaUUG Leucina
UCU SerinaUCC SerinaUCA SerinaUCG Serina
UAU TirosinaUAC TirosinaUAA 1
UAG 3
UGU CisteínaUGC CisteínaUGA 2
UGG Triptófano
C
CUU LeucinaCUC LeucinaCUA LeucinaCUG 4Leucina
CCU ProlinaCCC ProlinaCCA ProlinaCCG Prolina
CAU HistidinaCAC HistidinaCAA GlutaminaCAG Glutamina
CGU ArgininaCGC ArgininaCGA ArgininaCGG Arginina
A
AUU IsoleucinaAUC IsoleucinaAUA IsoleucinaAUG 1Metionina
ACU TreoninaACC TreoninaACA TreoninaACG Treonina
AAU AsparaginaAAC AsparaginaAAA LisinaAAG Lisina
AGU SerinaAGC SerinaAGA ArgininaAGG Arginina
G
GUU ValinaGUC ValinaGUA ValinaGUG Valina
GCU AlaninaGCC AlaninaGCA AlaninaGCG Alanina
GAU ácido aspárticoGAC ácido aspárticoGAA ácido glutámicoGAG ácido glutámico
GGU GlicinaGGC GlicinaGGA GlicinaGGG Glicina
1 El codón AUG codifica para metionina, y además sirve como sitio de iniciación; el primer AUG en un mARN codifica el sitio donde se inicia la traducción de proteínas.2 En algunos microorganismos, el codón UGA codifica como selenocisteína.
3 En algunas bacterias el codón UAG codifica como pirrolisina.4 El codon CUG (Leu) es el codón de iniciación para uno de los dos productos alternativos del gen c-myc humano
++ requisitos: RIBOSOMAS compuestas de dos partes, una grande y
otra pequeña, encargadas de traducir el ARNt a proteínas.
La subunidad grande se junta con la pequeña sosteniendo al ARNm en medio. La subunidad grande tiene sitios catalíticos para unir los aminoácidos sujetos a las moléculas de ARNt.
Cada una de estas subunidades está formada de proteínas.
Activación de los aminoácidos: ARN sintetasa
La enzima ARNt-aminoacil sintetasa reconoce y enlaza covelentemente los aminoácidos al ARNt.
•Un sistema de dos pasos se asegura de la eficiencia de la enzima:•Los aminoácidos correctos presentan la mayor afinidad por el sitio activo.
ARNt Su función es entregar los
aminoácidos adecuados al ribosoma para que se incorporen a la cadena de crecimiento de la proteína.
20 enzimas (una para cada aminoácido) reconocen las moléculas de ARNt y acoplan el aminoácido correcto a un extremo.
Cada ARNt tiene tres bases expuestas, llamadas en conjunto anticodón. Se aparean con los codones.
El primer aminoácido de la traducción siempre será la metionina, porque corresponde al codón AUG del punto de inicio.
Fases de la Traducción
Existen tres fases principales para el estudio y la organización de la síntesis proteica:IniciaciónElongación o alargamientoTerminación
Iniciación Participa un complejo de iniciación, formado por
la subunidad pequeña, la metionina y el codón de ARNt UAC.
El complejo se une al extremo de ARNm y busca el codón AUG. El anticodón del ARNt del complejo de iniciación forma pares de bases con el codón AUG.
La subunidad ribosómica grande se una a la pequeña. El ARNt con metionina está en el primer sitio de ARNt de la subunidad grande.
El primer ARNt con su respectivo aminoácido (la metionina) entran en el sitio P de la ribosoma.
Iniciaciónpeptidiltransferasa
Detalles El ARNt iniciador se une a la
subunidad pequeña con los factores de iniciación eIFs (en el extremo 5’ del ARNm y sus factores).
El complejo busca por el primer codón AUG y se disocian los factores de iniciación para que la subunidad grande se pueda aproximar. Comienza la elongación.
A veces no se reconoce el primer codón AUG, por lo que continua la búsqueda por el 2do o 3ro
Elongación o alargamiento El segundo ARNt entra al segundo sitio de la
subunidad grande. Los ARNt con anticodones aparean las siguientes bases con los aminoácidos correspondientes.
El sitio catalítico de la subunidad grande cataliza la formación de un enlace peptídico entre los aminoácidos unidos al ARNt.
El ARNt iniciador (UAC) se desprende para que las subunidades puedan avanzar por la cadena. El ARNt unido a los dos aminoácidos se recorrió al primer sitio, el segundo sitio de unión está vacío.
Otro ARNt entra en el segundo sitio de unión llevando su aminoácido adjunto. El ARNt tiene un anticodón cuyas bases se pueden aparear con las del codón.
El sitio catalítico forma un nuevo enlace peptídico. El ARNt vacío del primer sitio es liberado y el ribosoma se recorre otro codón más.
Este proceso continua hasta que la proteína casi es finalizada.
En la elongación participan distintos factores: EF-Tu y EF-G. Éstos proporcionan energía y permiten el avance correcto de la traducción.
Terminación La unión de los ARNt apropiados y la formación
de enlaces peptídicos entre los aminoácidos continúa hasta que el ribosoma alcanza alguno de los tres codones de alto.
Ningún RNAt se une a los codones de alto, en cambio ciertos factores de liberación de proteínas (RF1, RF2 y RF3) dan la señal al ribosoma para que libere la proteína. Son los factores de terminación o liberación los que se encargan de reconocer los codones.
Codones de ALTO
UAA + UAG + UGA (no tienen ARNt específico)
Por catálisis se une una molécula de agua al último carbono de la cadena polipéptida.
La cadena proteica se libera. La ribosoma se disocia (sus
subunidades).
Doblamiento de la cadena peptídica
Cuando la proteína se dobla las partes hidrofóbicas quedan al interior, formando enlaces no covalentes.
La última forma doblada es la que requiere menos energía (es la más estable).
La cadena peptídica recién sintetizada se dobla en la estructura secundaria y luego pasa a la globular (terciaria).
Shaperons Hay dos tipos de shaperons: hsp70 + hsp60. El hsp70 actúa temprano, reconociendo las
áreas hidrófobas en las cadenas peptídicas. El hsp60 es como un barril que rodea a la
proteína incorrectamente doblada, proporciona el espacio cerrado para que pueda doblarse correctamente.
Los shaperons le dan forma y guían los dobleces de la nueva cadena peptídica.
Destrucción de proteínas Las proteínas incorrectamente dobladas pueden
ser peligrosas para la célula, ya que las partes hidrófobas quedan expuestas y pueden formar agregados.
Las proteínas incorrectamente dobladas son marcadas con ubiquitina para que los proteosomas las encuentren y degraden.
Los proteosomas son como barriles que contienen proteasas en el interior.
1/3 de las cadenas peptídicas son degradadas. Los proteosomas son usados para regular la
destrucción y controlar la concentración proteica en las células.
Agregados
Pueden causar apoptosis y acumularse en la matriz extracelular. Esto es especialmente peligroso en el cerebro (altamente organizado) y puede causar enfermedades como Alzheimer y Huntington.
Otras enfermedades se pueden esparcirse, ya que cambios conformacionales en las proteínas pueden catalizar otras proteínas a que cambien.
Energía
El correcto funcionamiento de la traducción requiere energía.
Al menos 4 enlaces fosfato se rompen para formar un enlace peptídico.
Se requiere de más energía para corregir errores.
Procariotas
El ARNm contiene un sitio de unión ribosomal específico unos codones antes de AUG.
Los ribosomas procariotas se ensamblan directamente al codón de inicio.
El ARNm es policistrónico, codifica diferentes proteínas.
Los ribosomas pueden adherirse al ARNm mientras es transcrito.
Eucariotas Ocurre en los
polirribosomas y la síntesis de proteínas puede tardar 20 segundos a varios minutos.
Hay varios puntos de iniciación.
Los extremos 5’ y 3’ interactúan, cuando la ribosoma se disocia se unen los extremos.
El ARNt se une
a un aminoácidoIniciación de la
traducción
El complejo ARNt – aminoácido es
revisado/editado
Traducción en ribosomas: elongación
Destrucción de la proteína incorrectamente armada
Proteína correc –tamente armada
Terminación de la traducción
Doblamiento de lacadena polipeptídica
Revisión de calidad
Referencias
El ARN, la expresión del mensaje genético. http://www.hiru.com/es/biologia/biologia_01100.html
Curtis, Barnes Biología Sexta Edición Videos del dogma de BM.
http://www.wehi.edu.au/education/wehi-tv/dna/index.html