síntesis de proteínas
DESCRIPTION
Descripción del mecanismo de síntesis de proteínas en procariotas, según el texto Bioquímica de Lubert Stryer et. al.TRANSCRIPT
Miguel Ángel Del rello Díaz
Aquí interviene la importancia de la información genética
Nos enfocaremos en la síntesis proteica en procariotes
Sí ntesi s de proteí nas
El mecanismo es muy común para muchos organismos
Las proteínas se sintetizan de N – terminal a C – terminal agregando aminoácidos en forma de aminoacil – tRNA
El aminoácido se une al tRNA por enzimas aminoacil – tRNA sintetasas por medio de hidrólisis de ATP
La sí ntesi s protei ca requi ere l a t raducci ón de secuenci as de nucl eót i dos a secuenci as de
ami noáci dos.
Transcripción y traducción análogos a transcribir y traducir un libro
En Escherichia coli, la traducción tiene una velocidad de 40 a’as/s
La sí ntesi s de proteí nas l argas requi ere una f recuenci a de error pequeña
El código genético relaciona cada aminoácido con un codón de 3 nucleótidos, pero el aminoácido no puede reconocer por sí solo al codón; requiere unirse a un tRNA
tRNA de Ala de levadura: 76 ribonucleótidos, extremo 5’ fosforilado, extremo 3’ con OH libre, secuencia IGC del centro como anticodón
Las mol écul as de t RNA t i enen un di seño común
• Todas pueden ordenarse en forma de trébol con la mitad de las bases apareadas
• Todas se forman de una sola cadena de 73 – 93 ribonucleótidos
• Contienen bases nada corrientes, de 7 – 15 por cadena (mI, UH2, T, ψ, mG, m2G, I)
• Aproximadamente la mitad forma pares para formar hélices , excepto 5 grupos: tallo aceptor, lazo TψC, brazo extra, lazo DHU y lazo anticodón
• Extremo 5’ fosforilado, generalmente pG
• Aminoácido activado unido al OH del extremo 3’
• Anticodón ubicado cerca del centro de la cadena
Las mol écul as de t RNA t i enen un di seño común
• Las moléculas tienen forma de L• Dos segmentos aparentemente continuos de doble hélice ajustados en forma A• La mayoría de las bases forman puentes de H, aunque no sean de pares de bases de Watson – Crick• Extremo CCA está en uno de los extremos de la L• Lazo anticodón en el extremo contrario del extremo CCA
El ami noáci do act i vado y el ant i codón del t RNA est án en l os ext remos opuestos de l a
mol écul a con f orma de L
En la unión de un aminoácido a su tRNA particular se aplica el código genético
La formación del enlace peptídico entre aminoácidos libres es termodinámicamente desfavorable
Se forma un éster de aminoácido o aminoácido activado en el extremo 3’ de la cadena
Las ami noaci l – t RNA si ntet asas i nterpret an el códi go genét i co
El primer paso de las aminoacil – tRNA sintetasas es la formación de aminoacil – AMPPosteriormente se da la transferencia del aminoácido al tRNA .
Los ami noáci dos se act i van al comi enzo por adeni l aci ón
Acoplan un aminoácido incorrecto cada 104 – 105 reacciones
Treonil – tRNA sintetasa:
Las ami noaci l – t RNA si ntetasas t i enen l ugares de act i vaci ón muy di scri mi nat i vos
para l os ami noáci dos
Treonil tRNA – sintetasa tiene un lugar de corrección aproximadamente a 20Å del sitio de activación, el cual acepta a Ser – tRNATre pero no acepta Tre – tRNATre
La correci ón de pruebas de ami noaci l – t RNA si ntet asas aumenta l a f i del i dad en l a
sí ntesi s de proteí nas
Las aminoacil – tRNA sintetasas son las únicas moléculas que conocen el código genético
Las si ntet asas reconocen l os l azos ant i codón y l os t al l os aceptores de l as mol écul as de
t RNA
Treonil – tRNA sintetasa usa el anticodón
Glutaminil – tRNA sintetasa usa también el tallo aceptor
En algunos casos sólo basta el tallo aceptor para que la enzima reconozca el tRNA, sin utilizar el anticodón
Las si ntet asas reconocen l os l azos ant i codón y l os t al l os aceptores de l as mol écul as de
t RNA
Hay al menos una aminoacil – tRNA sintetasa por cada aminoácido, y se dividen en dos clases
Las ami noaci l – t RNA si ntetasas pueden di vi di rse en dos cl ases
Clase IPlegamiento RossmanSe unen a la cara contraria de las de Clase IIExtremo CCA del tRNA en conformación de horquillaAcilan al OH 2’ de la adenosina terminal del tRNASe enlaza a ATP en distinta conformaciónLa mayoría son monoméricas
Arg Cys Gln Glu Ile Leu Met Trp Tyr Val
Las ami noaci l – t RNA si ntetasas pueden di vi di rse en dos cl ases
Hay al menos una aminoacil – tRNA sintetasa por cada aminoácido, y se dividen en dos clases
Clase IIPlegamiento en hélicesSe unen a la cara contraria de las de Clase IExtremo CCA del tRNA en conformación helicoidalAcilan al OH 3’ de la adenosina terminal del tRNA (excepto Phe)Se enlaza a ATP en distinta conformaciónLa mayoría son diméricas
Ala Asp Asn Gly His Lys Phe Ser Pro Tre
Ribosoma 70S constituido por:
Subunidad 30S
rRNA 16S
21 proteínas (S1 – S21)
Subunidad 50S
rRNA 23S y 5S
34 proteínas (L1 – L34)
Un ri bosoma es una par t í cul a r i bonucl eoprotei ca f ormada por una subuni dad
pequeña y ot ra grande
Un ri bosoma es una par t í cul a r i bonucl eoprotei ca f ormada por una subuni dad
pequeña y ot ra grande
Los rRNA 16S, 5S y 23S se forman por ruptura de transcriptos primarios 30S
Su plegamiento es complejo y se tienen datos casi atómicos sobre su estructura
Los rRNA desempeñan un papel f undamental en l a sí ntesi s de proteí nas
Se experimentó con reticulocitos y moléculas de leucina radiactiva.
Se colectaban muestras y se veía la distribución de las leucinas en las cadenas α y β de la hemoglobina producida
Las proteí nas se si ntet i zan del ext remo ami no al carboxi l o
El mRNA se t raduce en l a di recci ón de 5’ a 3’
La traducción no inicia inmediatamente en el extremo 5’
La señal de par t i da es AUG (o GUG) precedi da por vari as bases que se aparean con el rRNA
16S
Secuencias Shine - Dalgarno
Existen dos tRNA que se unen a Met: tRNAm y tRNAf
La sí ntesi s de proteí nas en procari ot as se i ni ci a con el f ormi l met i oni l - t RNA
Fragmento de tRNA se une a 30S
3 moléculas de tRNA hacen puente entre las subunidades 30S y 50S
3 de las 3 moléculas de tRNA se unen a mRNA por medio de interracciones codón – anticodón
Los tallos aceptores de las moléculas de tRNA se ubican en un sitio para la formación del enlace peptídico
Los r i bosomas t i enen 3 l ugares de uni ón para l os t RNA’s conformados por l as subuni dades
30S y 50S
En la subunidad 50S hay un túnel por el cual pasa la cadena recién sintetizada
Los r i bosomas t i enen 3 l ugares de uni ón para l os t RNA’s conformados por l as subuni dades
30S y 50S
Cuando se f orma un enl ace pept í di co, l a cadena en creci mi ento se t ransf i ere de un
t RNA al ot ro
Cuando se f orma un enl ace pept í di co, l a cadena en creci mi ento se t ransf i ere de un
t RNA al ot ro
Experimento con Ni Raney que convierte Cys – tRNACys en Ala - tRNACys
Sól o l as i nteracci ones codón – ant i codón determi nan el ami noáci do que se i ncorpora
Al gunas mol écul as de t RNA reconocen más de un codón a causa del bal anceo en el apareami ento
de l as bases
Reconocimiento por 2 Adeninas de rRNA 16S que
forman puentes de H en el surco menor del dúplex codón –
anticodón
Participan en las tres fases de la síntesis de proteínas, y son NTPasas con lazo P
Los f actores protei cos desempeñan papel es cl ave en l a sí ntesi s de proteí nas
IF1Forma complejo con 30S para que no se una con 50S
IF2En forma GTP se une a formilmetionil – tRNAf y se une a 30S en el codón de iniciación del mRNA
En forma GDP permite la unión de 50S formando el complejo de iniciación 70S
IF3Forma complejo con 30S para que no se una con 50S, se disocia con la entrada de IF2(GTP)
El f ormi l met i oni l – t RNAf se col oca en el l ugar P del r i bosoma durante l a f ormaci ón del
compl ej o 70S
EF TuEn su forma GTP se une a los aminoacil – tRNA’s protegiendo de la hidrólisis al enlace éster
Se onvierte a su forma GDP sólo cuando el aminoacil – tRNA está bien instalado en el lugar A del ribosoma 70S
EF TsPermite la separación del GDP del sitio de hidrólisis del factor EF Tu
Los f actores de el ongaci ón t ranspor tan l os ami noaci l – t RNA’s al r i bosoma
EF GEn su forma GTP se une a 50S en las proteínas L11 y L7 – L12 y estimula su función de GTPasa
En su forma GDP su brazo se adentra en la zona A del ribosoma desplazando los demás componentes un triplete
La f ormaci ón de un enl ace pept í di co va segui da de l a t ransl ocaci ón, dependi ente de
GTP, t RNA’s y mRNA
RF1Reconoce a UAA o UAG para la liberación de la cadena polipeptídica
RF2Reconoce a UAA o UGA para liberación de la cadena polipeptídica
RF3Media en las interacciones entre RF1 o RF2 y el ribosoma
RRFLibera el mRNA y el tRNA del complejo 70S después de liberarse el polipéptido
La sí ntesi s de proteí na se termi na por medi o de f actores de l i beraci ón que l een l os
codones stop
La sí ntesi s de proteí na se termi na por medi o de f actores de l i beraci ón que l een l os
codones stop