Etapas de la traducción

Inicio

Alargamiento

Terminación

En procariontes: la

traducción continúa a

la transcripción

La proteína se sintetiza

empezando en el

amino terminal

Centro peptidil transferasa (PTC)

Centro activador

de GTPasa

Centro decodificador

A: aceptor (aminoacil)

P: peptidil

E: salida (exit)

Sitios en el ribosoma

Inicio

GTP

subunidades ribosomamRNAtRNAi-metfactores de inicio

La interacción de la secuencia Shine-Dalgarno del

mRNA con el rRNA 16S ubica el inicio de la

traducción en procariotes

Secuencia de reconocimiento del inicio de

la traducción en procariontes: secuencia

Shine-Dalgarno

Presente en la región 5’ del mRNA, antes del codón de inicio de la traducción

La secuencia Shine-Dalgarno

interacciona con el rRNA16S (subunidad

pequeña del ribosoma)

En bacterias la selección del codón de inicio se realiza

por interacción entre el mensaje y el ribosoma

5´AGGAGGU3´

Shine-Dalgarno

INICIO

Las subunidades ribosomales deben estar separadas

La subunidad pequeña debe reconocer al mRNA

El tRNA aminoacilado (fmet-tRNAmet o met-tRNA) debe colocarse en

la posición P de la subunidad ribosomal pequeña

Debe ocurrir el reconocimiento codón-anticodón de inicio

Ocurre hidrólisis de al menos una molécula de GTP

Factores de inicio de la traducción IFs (bacteria)o eIFs (eucariontes)

Para el inicio de la traducción:

Aminoácido

con el que

se inicia la

traducción

en

procariotes

En procariontes existen dos tRNAs de Metionina,

uno iniciador y otro alargador

El fMet-tRNA iniciador tiene

características especiales

Reconoce los codones AUG ó GUGEn la mitad de las proteínas,

la metionina es removida

50S

30S

+

1 2

fMet GTP

+

3

2

fMet GTP

1

3

2

fMet GTP

1

AUG

complejo de inicio de la traducción

Shine-Dalgarno

INICIO DE LA TRADUCCIÓN PROCARIONTE

3

3

fMet

AUG

3

2

1

GDP

[Mg2+]

IF1

IF2

IF3

Factor Función

IF1 Previene la unión de tRNAs en el

sitio A de la subunidad 30S

IF2 GTPasa que interacciona con 3

componentes claves durante

iniciación: la subunidad 30S, IF1,

y fMet-tRNAif-Met)

IF3 Se une a 30S y evita re-asociación

con 60S. Participa en el

reconocimiento codon-anticodon

5’APE

f-met

aa-tR

NA

IF1IF3

3’

FACTORES DE INICIO DE LA TRADUCCIÓN (PROCARIONTES)

Procesamientos del mRNAeucarionte:

- Capping

- Splicing

- Poliadenilación nuclear

- Exportación nuclear

- Poliadenilación citoplasmática

- Localización citoplasmática

Traducción

Almacenaje

Degradación

adición del 5’ 7mGpppG (cap)

terminación

splicing

poliadenilación

exportación

traducción

almacenaje

degradación

En eucariotes se forma un complejo circularizado

con los extremos 5’ y 3’ del mRNA

Esto constituye el complejo 43S

eIF2•GTP se une a tRNA-met para unirlo al

complejo 43S

eIF2•GDP

eIF2Bintercambia

GDP x GTP

en eIF2

Complejo mRNA-43S Complejo 48S

(cuando ya se une el MettRNA)

Ocurre un

escaneo de la

región 5’ no

traducible

hasta

encontrar el

primer AUG en

contexto

apropiado

eIF4A: helicasa; utiliza

ATP para deshacer

estructura secundaria

en el mRNA y permitir

el paso del 40S

Después de la formación del complejo ternario 48S, la

subunidad grande del ribosoma se ensambla. Con este

evento el ribosoma está listo para el alargamiento.

Entorno del codón de inicio AUG

A

consenso

En eucariontes: el primer AUG que permita pausar

el ribosoma debe tener un entorno adecuado

C CG

C C A U G G

40S

5’CAP

Resumen inicio

de la

traducción en

eucariontes

eIF3-eIF4G

PABP eIF4E

eIF3

eIF4AeIF4A

132 572 642 1046 1201 1411 1560

2Apro

eIF4G: una proteína de anclaje

PABP eIF4E

132 572

eIF3

eIF4AeIF4A

642 1046 1201 1411 1560

TRADUCCIÓN DEPENDIENTE DE 5’ CAPXYa no funciona en

traducción

Porción utilizada para la traducción

independiente de Cap

Apoptosis

Infeccion viral

Ciertos puntos del ciclo celular

La iniciación de la traducción mediada por IRES

(sitio de entrada interna del ribosoma) conlleva un

inicio de la traducción independiente de CAP

Los IRES presentan estructuras secundarias fundamentales

para su función

No existen motivos conservados dentro de estas secuencias, su

actividad depende la integridad estructural

La iniciación mediada por IRES no requiere al factor eIF4E, su

dependencia de otros factores de inicio de la traducción es

variable.

• Rhinovirus

• Poliovirus

• Hepatitis A Virus

• Encephalomyocarditis Virus

• Foot and Mouth Disease Virus

Alargamiento

GTP

GTP

ribosoma mRNAtRNAs-aafactores de alargamiento (elongation factors)

x aa

Factores de alargamiento

Bacteria Eucariontes

EF-Tu

EF-Ts

EF-G

eEF-1

eEF-1

eEF-2

1. Posicionamiento del aa-tRNAaa

elongador correcto (EF-Tu/eEF-1) en el sitio A

2. Hidrólisis de GTP y cambio conformacional.

Para regenerar EFTu•GTP

se requiere EF-Ts

Entrada del aminoacil tRNA

Formación del

enlace peptídico

Bacteria Eucariontes

La actividad peptidil transferasa, encargada

de formar el enlace peptídico, no está en

una proteína sino en el rRNA 23S y está

conservada en todos los organismos

3. Ataque nucleofílico amino del aa2 al carboxilo del aa1

4. Posicionamiento del péptido sobre el tRNA del sitio A

Translocación

Bacteria Eucariontes

EF-Tu

EF-Ts

EF-G

eEF-1

eEF-1

eEF-2

5. Entrada de EF-G/eEF-2

6. Hidrólisis de GTP

7. Cambio conformacional y desplazamiento

Ciclos de alargamiento

Terminación

GTP

ribosoma mRNAfactores de terminación

subunidades ribosomamRNAtRNA libre

proteína

Factores de terminación

Bacteria Eucariontes

RF1

RF2

RF3

RRF (ribosome release factor)

IF3

EF-G

eRF1

eRF3

eRF1 utiliza

agua para

hidrolizar el

péptido

Modelo de terminación propuesto para

bacteria

Moleculas que unen el mismo

sitio en el ribosoma

El gasto energético del proceso de traducción

Se hidrolizan 2 GTP´s por cada aminoácido incorporado

La hidrólisis promueve cambios conformacionales

Cargado de tRNA con su aminoácido

1 ATP /aa

TRADUCCIÓN

Iniciación 1 GTP (1er aminoácido)

Alargamiento 2 GTPs /aa

Terminación 1 GTP

Tarea: ¿Cuántos GTPs y ATPs se requieren para la síntesis de una

proteína de 300 aa?

Antibióticos inhibidores de la

traducción

Antibiótico/Toxina Organismo Función

Tetraciclina Procarionte Sitio A subunidad 30S

Cloramfenicol Procarionte Centro PTC subunidad 50S

Puromicina Procarionte/Euca-

rionte

Centro PTC subunidad 50S

Eritromicina Procarionte Tunel de salida del péptido

naciente

Acido fusídico Procarionte EF-G

Ricina Procarionte Modifica el RNA en el centro

activador de GTPasa

Toxina de difteria Eucarionte Modifica EF-1A

Cicloheximida Eucarionte Translocación del ribosoma

durante elongación

La puromicina inhibe la traducción

porque se parece al aminoacil-tRNA

La kirromicina bloquea a EF-Tu

El ácido fusídico bloquea a EF-G

Otros antibióticos...

¿Qué es lo que puede limitar la síntesis de

proteínas en eucariontes?

1. Cantidad y eficiencia de mRNAs

(específica)

2. Abundancia de ribosomas (global)

3. Actividad de la maquinaria traduccional

(global o específica)

4. Velocidad de alargamiento (global o

específica)

Los dos principales puntos de regulación de la traducción en eucariontes

Reconocimiento

del mRNA por

el complejo 43S

1

Formación del

complejo ternario

2

eIF4E

eIF4G

PABP

eIF2 GTP

eIF2B

tRNAmet