Traducción de Proteínas 1. La maquinaria:

a. MRNA b. tRNAc. Aminoacil-tRNA sintasad. Ribosomase. Factores proteicos

2. La información a. El código genéticob. Señales de inicio y términoc. Acoplamientod. tRNA – aminoácido

Síntesis de Proteína DNA Transcripción mRNA Traducción Código genético Son las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos.

Un codón es un triplete de nucleótidos. Cada aminoácido está codificado por un codón o varios codones. El codón es la unidad de información básica en el proceso de traducción del ARNm. Cada uno de los codones codifica un aminoácido y esta correlación es la base del código genético que permite la traducción de la secuencia de ARNm a la secuencia de aminoácidos que compone la proteína.

Dado que cada codón codifica un aminoácido, hay 64 codones diferentes por combinación de los 4 nucleótidos en cada una de las 3 posiciones del triplete, de los cuales se codifican 20 aminoácidos, 3 codones de terminación de la traducción y un codón de inicio de la traducción, el AUG, que codifica la metionina.

Salvo la metionina y el triptófano que están codificados por un único codón, los aminoácidos pueden estar codificados por 2, 3, 4 o 6 codones diferentes. Esto hace que el código sea redundante, lo que se denomina código degenerado, porque hay varios codones diferentes que codifican para un solo aminoácido.

61 codones especifican aminoácidos 3 codones especifican señales de términos Para cada aminoácido existe más de un codón/ (excepto para la metionina y triptófano) Provoca que sea redundante o degenerado. No se sobreponen 4 nucleótidos -- > 20 aminoácidos.Código de 2 nucleótidos --> 42 --> 16 combinacionesCódigo de 3 --> 43 --> 64 combinaciones

El adaptador tRNA (RNA de Transferencia)

Su función es transportar los aminoácidos a los ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula de ARNm, a la cual se unen por medio de enlaces peptídicos para formar proteínas durante el proceso de síntesis proteica. Existe una molécula de ARNt para cada aminoácido, con una tripleta específica de bases no apareadas, el anticodón. El RNA de transferencia es el intermediario de entre el RNA mensajero y la proteína. En el tRNA se encuentran diversas bases nitrogenadas modificadas.

Posición de bamboleo

1º Hay mas de un tRNA para muchos aminoácidos 2º Algunas moléculas de tRNA pueden aparear sus moléculas con más de un codónAminoacil-tRNA sintetasa Unión del aminoácido al tRNA

Cataliza la unión del aminoácido (el carboxilo) al 3’OH del tRNA formando un enlace de alta energía. Para formar el enlace, necesita la energía de la hidrolisis de ATP. La mayoría de las sintetasas reconocen el tRNA por el anticodón pero también por su estructura y grupos químicos. La aminoacil-tRNA sintetasa se equivoca solo 1/40.000 acoplamientos. El enlace entre el tRNA y el aminoácido es rico en energía

Capacidad de Edición del Aminoacil TRNA

Sintasa

Si el ARNt se ha unido con un aminoácido incorrecto, la sintetasa puede hidrolizar la unión

aminoacil-ARNt.

Una vez que el ARNt se ha cargado, un ribosoma puede transferir el aminoácido desde el ARNt a un péptido en crecimiento de acuerdo al código genético.

ADICIÓN DE LOS AMINOACIDOS A LA PROTEINA

Los aminoácidos se adicionan al extremo carboxilo terminal de la cadena polipeptídica en crecimiento el polipéptido permanece activado unido a la molécula de tRNA: peptidil-RNAtransferencia.

Los ribosomas realizan la traducción.

El ribosoma está constituido por ARNr y proteínas formando dos subunidades, una pequeña y otra grande, dejando entre ellas dos surcos: uno donde encaja el ARNm y otro por donde sale la cadena polipeptídica recién sintetizada.

El sitio A, donde se une el aminoacil-tRNA; el sitio P donde se encuentra la cadena naciente; y el sitio E donde se libera el tRNA libre.

La subunidad pequeña une

el mRNA y la grande el polipéptido en crecimiento y posee la actividad peptidil transferasa. El peptidil transferasa es una ribozima aminoacil transferasa (con número EC 2.3.2.12) que realiza la función esencial de los ribosomas. Se encarga de la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidos adyacentes durante la traducción de ARN mensajero y, por tanto, la síntesis proteica.

TRNA-Met iniciador + subunidad pequeña…+ MRNA + hidrólisis de GTP + subunidad grande = complejo de iniciación

Formación del complejo de iniciación en procariontes

Requiere: Factores de iniciación y el alineamiento de la secuencia líder Shine-Dalgarno con el rRNA del ribosoma

Etapas de la síntesis de proteínas

•Activación de aminoácidos

–Unión del aminoácido a su correspondiente tRNA

•Inicio formación complejo inicio

–Ensamblaje del ribosoma sobre el mRNA

•Elongación de la cadena polipeptídica Creando enlaces peptídicos entre aminoácidos

•Término de la traducción Completando y liberando el polipéptido

•Plegamiento, procesamiento Modificaciones postraduccionales

Las proteínas secretadas por las células se sintetizan en los ribosomas unidos al Retículo endoplasmico rugoso

PROCESO DE TRADUCCIÓN

INICIACIÓN

En general, la traducción de un RNA mensajero comienza con el codón AUG y se requiere de un RNA de transferencia especial para iniciar la traducción. Este RNA de transferencia iniciador siempre transporta el aminoácido metionina (o una forma modificada de metionina, formilmetionina en las bacterias). De manera que todas las proteínas recién sintetizadas tienen metionina como primer aminoácido en su extremo N-terminal (extremo que se sintetiza primero). Por lo general, esta metionina es eliminada más tarde por una proteasa específica. El RNA de transferencia iniciador es distinto del TRNA que normalmente transporta metionina.

En las células procariotas participan 3 factores de iniciación, y en las eucariotas en cambio 12.

En procariontes, encontramos que la subunidad menor y la subunidad mayor desacopladas. El factor de iniciación 1 bloquea el sitio A de la subunidad mayor, de modo que el fMet-ARNt sólo se puede acoplar al sitio P y que ningún otro aminoacil-ARNt puede acoplarse al sitio A durante la iniciación, mientras que el IF-3 bloquea el sitio E y evita que las dos subunidades se asocien. El factor de iniciación 2 es un GTPasa que ayuda a acoplar fMet-ARNt a la subunidad pequeña

del ribosoma. La unidad ribosómica pequeña reconoce el sitio de acoplamiento ribosómico del RNA mensajero al cual se le conoce con el nombre de Secuencia de Shine-Dalgarno (presente solo en procariotas). Esta unión ayuda a posicionar correctamente el ribosoma sobre el ARNm para que el sitio P esté directamente sobre el codón de iniciación AUG. El factor de iniciación 3 permite alinear el fmet-ARNt para qué interactúe mediante el emparejamiento de bases con el codón de iniciación del ARNm (AUG). La iniciación termina cuando la subunidad ribosómica grande se une al sistema provocando el desacoplamiento de los factores de iniciación. Hay que tener en cuenta que las procariotas pueden distinguir entre un codón normal AUG (que codifica la metionina) y un codón de iniciación AUG (que codifica la formilmetionina e indica el comienzo de un nuevo proceso de traducción).

En el caso de las células eucariontes, el TRNA iniciador es cargado con la subunidad pequeña del ribosoma junto a otras proteínas denominadas factores de iniciación. De todos los TRNA cargados en la célula, el único que es capaz de unirse estrechamente al sitio P de la subunidad ribosómica pequeña es el TRNA iniciador. Luego de esto, el complejo se une al extremo 5’ del MRNA que está señalado por el casquete (cap). Posteriormente, la estructura avanza (de 5’ a 3’) a lo largo del MRNA hasta que encuentra el primer AUG. Cuando se encuentran varios factores de iniciación se disocian de la subunidad pequeña y permiten adicionar la subunidad grande para completar el ribosoma. De este modo, tenemos el complejo iniciador listo para comenzar la traducción.

ELONGACIÓN

Primero llega un aminoacil TRNA para unirse al sitio A, el cual se encuentra vacío. Luego se calcula la formación del enlace peptídico requiere de elongación + hidrolisis de GTP. Para la translocación solo se requiere la hidrolisis de GTP.

TERMINACIÓN

Ocurren cuando los codones de terminación entran al sitio A. La terminación ocurre cuando uno de los tres codones de terminación entra en el sitio A. Estos codones no son reconocidos por ningún ARNt. En cambio, son reconocidos por unas proteínas llamadas factores de liberación, concretamente la RF-1 (que reconoce los codones de parada UAA y UAG) o la RF-2 (que reconoce al UAA y al UGA). Un tercer factor de liberación, el RF3, cataliza la liberación producida por el RF-1 y el RF-2 al final del proceso de terminación. Estos factores disparan la hidrólisis del enlace éster de la peptidil-ARNt y la liberación del ribosoma de la proteína recién sintetizada. O fin de la fase.