TRADUCCIÓN SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

CONCEPTOS GENERALES TRADUCCIÓN

IR AL SWAYLa traducción consiste en la síntesis de las proteínas mediante la unión de aminoácidos según el orden establecido por la secuencia de nucleótidos del ARNm y según las reglas del código genético. Es el proceso biosintético que más energía consume, entre el 80-90 % del total dedicado a la biosíntesis. Las principales moléculas que intervienen en el proceso son: Un ARNt especial para la inciación que siempre lleva el aminoácido metionina. 31 tipos de ARNt portadores de aminoácidos en forma de aminoacil-ARNt como mínimo. Ribosomas formados por ARNr y proteínas. Son activos tanto libres en el citosol como unidos a la membrana del RER. El ribosoma tiene tres lugares: el lugar o locus A en el que entran los aminoacil-ARNt (salvo la primera metionina que entra al locus P), lugar P en donde se va almacenando el péptido en formación, y el lugar o locus E en el que queda el ARNt descargado (=sin aminoácido) y que saldrá del ribosoma. Un ARNm de secuencia diferente para cada polipéptido sintetizado. Factores proteícos de inicio, elongación y terminación. El ARNm se lee por parte de los ribosomas en sentido 5’-->3’ y la secuencia de aminoácidos se va incorporando desde el aminoácido con el extremo amino libre hacia el carboxilo Los ARNm de eucariotas son monocistrónicos, es decir, codifican un sólo péptido y los de procariotas pueden ser también policistronicos o lo que es lo mismo, que en un ARNm hay información para fabricar varios polipéptidos.

ACTIVACIÓN AMINOÁCIDOS

Consiste en la formación de aminoacil-ARNt. En esta reacción en dos pasos y catalizados ambos por la aminoacil-ARNt-sintetasa se une el aminoácido a su ARNt específico con consumo de dos enlaces ricos en energía ya que el ATP pasa a AMP + 2Pi. El aminoácido se une mediante enlace éster al grupo OH-3’ terminal del ARNt y el grupo carboxilo del aminoácido, que es el que se unirá al siguiente aminoácido. Observa en la última imagen las direcciones CODÓN - ANTICODÓN: la base en posición 3' de condón se une con la 5' del anticodón. (unión antiparalela)AMPLIACIÓN PARA LA UNIVERSIDAD: la base en posición 1 del anticodón suele ser con frecuencia la inosina, que puede unirse a cualquiera de las cuatro bases del codón. Este hecho hace que se necesiten menos ARNt que los 61 que, en teoría, harían falta cada uno de los codones del código genético (64 - 3 = 61)

ETAPAS DE LA TRADUCCIÓN

INICIACIÓN No comienza en el extremo 5’ en el que se encuentra la caperuza sino un poco más adelante en un codón AUG situado internamente que necesita ser por el ribosoma y el ARNt iniciador, un ARNt diferente a los otros que también pueden llevar metionina como aminoácido interno en la cadena polipeptídica. (en procariotas, muchas veces hay varios codones de inicio al poder ser policistrónico) A lo largo de todo el proceso y de todas las etapas se necesitan factores proteícos que permitan el proceso y que se abrevian como IF Antes de comenzar la síntesis, las subunidades del ribosoma deben separarse. Una vez separados el IF-4 interacciona con la caperuza, se consume ATP y el la subunidad pequeña se une al ARNm Se une el aminoacil ARNt iniciador con metionina que lleva un GTP y el IF-2 a la subunidad menor del ribosoma. Este complejo se desliza hasta encontrar a AUG encajando en el locus P del ribosoma. Se hidroliza el GTP a GDP y se une la subunidad mayor del ribosoma. Se ha terminado la fase de iniciación y comienza la adición de aminoácidos a la primera metionina o fase de elongación FASE DE ELONGACIÓN Es la fase que comprende la adición del segundo aminoácido hasta el último. Es un proceso cíclico, así que visto el primero se conoce todo el proceso hasta la fase de terminación. Comprende tres pasos: Entrada del nuevo aminoacil-ARNt específico al lugar A según el codón. Intervienen los factores de elongación EF-1 y EF-2. Formación del enlace peptídico o transpeptidación. Una vez situado el aa-ARNt en A y Met-ARNt en P (en sucesivos ciclos ya será el péptido en formación) se forma el enlace peptídico por acción de una RIBOZIMA, la peptidil transferasa. La metionina (o el péptido en sucesivos ciclos) se desprende de su ARNt y con el extremo carboxilo enlaza con el grupo amino libre del aminoácido del locus A. No se consume ATP. Translocación o desplazamiento del ribosoma. El ribosoma se desplaza un codón en sentido 5’ --> 3’. Lo consigue gracias al factor EF-2 que recibe el nombre coloquial de translocasa. Este factor contiene GTP que se hidroliza a GDP obteniendo así energía para el movimiento del ribosoma. Ahora la situación es la siguiente: un ARNt sin aminoácido en el locus E, el péptido en formación en P y el lugar A vació a la espera de que entre un nuevo aminoacil-ARNt Estos tres pasos se repiten hasta que se llegue a un codón sin sentido o STOP y finalice la biosíntesis de proteínas. FASE DE TERMINACIÓN Comprende los pasos necesarios para liberar el polipéptido ya completo de su unión al tRNA en el sitio P y la disociación del ribosoma del mRNA que se separa en sus dos subunidades. Esto sucede sólo cuando el locus A se encuentra con UAG, UGA, UAA Cuando esto sucede se introduce en el locus A un factor de liberación RF lo que altera la actividad de la peptidil transferasa y se hidroliza el enlace éster que mantenía unido el péptido al ARNt y se libera la cadena polipeptídica. Aquí se produce otro gasto energético. Ya tenemos una proteína. Un mismo ARNm es leído por muchos ribosomas fabricando todos múltiples copias de la misma proteína. A OBSERVAR EN LAS IMÁGENES La energía para biosóntesis de proteinas proviene del GTP(¡ojo!, en la activación es el ATP. Ver página anterior) El GTP viene de la mano de los EF, factores de elongación que intervienen acompañando al Aminoacil ARNt (energía para la formación del enlace peptídico o para el acoplamiento de las dos subunidades en el caso del primer aminoácido), como en la translocación. El primer aminoácido es la metionina (formil-metionina en procariotas) Hay tres locus El primer aminoacil-ARNt entra al locus P. El resto al locus A

ANTIBIÓTICOS Y TRADUCCIÓN. MADURACIÓN PROTEÍNAS

Existen algunos inhibidores de la traducción. Muchos de ellos son antibióticos, por ejemplo, la estreptomicina se fija de modo irreversible a la subunidad menor del ribososma de procariotas (por esos ólo ataca a bacterias) e impide la entrada de la primera metionina. La eritromicina se une a la subunidad mayor del ribosoma de procariotas impidiendo la biosíntesis. Otros antibióticos que atacan a los ribosomas bacterianos son el cloranfenicol, la puromicina y la cicloheximida. El ricino es un potente veneno para el ser humano ya que se une a la subunidad mayor 60 S bloqueando la unión de los aminoacil-ARNt. La toxina de la difteria (infección respiratoria causada por la liberación de esta exotoxina por parte de Corynebacterium diphteriae) inutiliza el EF-2. Vídeo Traducción parte 1 (no contempla locus E) Vídeo Traducción parte 2 VÍDEO MUY COMPLETO (se recomienda verlo)