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8.6: Síntesis de proteínas: traducción (ARN a polipéptido)

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    La traducción involucra un organelo celular complejo, el ribosoma, que junto con una serie de factores accesorios lee el código en una molécula de ARNm y produce el polipéptido 235 apropiado. El ribosoma es el sitio de síntesis de polipéptidos. Mantiene los diversos componentes (el ARNm, ARNt y factores accesorios) en yuxtaposición apropiada entre sí para catalizar la síntesis de polipéptidos. Pero tal vez nos estamos adelantando a nosotros mismos. Por un lado, ¿qué es exactamente un ARNt?

    El proceso de transcripción también se utiliza para generar otros tipos de ARN; estos desempeñan funciones estructurales, catalíticas y reguladoras dentro de la célula. De estos no ARNm, dos son particularmente importantes en el contexto de la síntesis de polipéptidos. Las primeras son moléculas conocidas como ARN de transferencia (ARNt). Estas pequeñas moléculas de ARN monocatenario se pliegan sobre sí mismas para generar una estructura compacta en forma de L. En la bacteria E. coli, hay 87 genes que codifican ARNt (hay más de 400 genes que codifican ARNt en humanos). Para cada aminoácido y cada codón hay uno o más ARNt. La única excepción son los codones de parada, para los cuales no hay ARNt. Un ARNt específico para el aminoácido fenilalanina se escribiría ARNt Phe. Dos partes de la molécula de ARNt son particularmente importantes y funcionalmente enlazadas: la parte que reconoce el codón en el ARNm (en el complejo ARNm-ribosoma) y el tallo aceptor de aminoácidos, que es donde se une un aminoácido al ARNt. Cada tipo específico de ARNt puede reconocer un codón particular en un ARNm a través de interacciones de emparejamiento de bases con lo que se conoce como el anti-codón. El resto de la molécula de ARNt media las interacciones con catalizadores proteicos (enzimas) conocidos como aminoacil ARNt sintetasas. Hay una aminoacil-ARNt sintetasa distinta para cada aminoácido: hay una fenilalanina-ARNt sintetasa y una prolina-ARNt sintetasa, etc. Una aminoacil ARNt sintetasa se une al ARNt apropiado y al aminoácido apropiado y, a través de una reacción acoplada a un nucleótido termodinámicamente favorable reacción de hidrólisis trifosfato, cataliza la formación de un enlace covalente entre el tallo aceptor de aminoácidos del ARNt y el aminoácido, para formar lo que se conoce como un aminoacil-ARNt cargado o aminoacil-ARNt. El bucle que contiene el anti-codón se localiza en el otro extremo de la molécula de ARNt. Como veremos, en el transcurso de la síntesis de polipéptidos, el grupo aminoácido unido al tallo aceptor del ARNt se transferirá del ARNt al polipéptido en crecimiento.

    Ribosomas: Los ribosomas están compuestos por cantidades aproximadamente iguales (en masa) de polipéptidos ribosómicos (ARNr) y ribosómicos. Un ribosoma activo está compuesto por una subunidad ribosómica pequeña y una grande. En la bacteria E. coli, la subunidad pequeña está compuesta por 21 polipéptidos diferentes y una molécula de ARNr de 1542 nucleótidos de longitud, mientras que la subunidad grande está compuesta por 33 polipéptidos diferentes y dos ARNr, uno de 121 nucleótidos de largo y el otro de 2904 nucleótidos de longitud 236. No hace falta decirlo (entonces, ¿por qué lo estamos diciendo?) que cada polipéptido ribosómico y ARN es en sí mismo un producto génico. El ribosoma completo tiene un peso molecular de ~3 x 10 6 daltons. Uno de los ARNr es un catalizador evolutivamente conservado, conocido como ribozima (en contraste con los catalizadores basados en proteínas, que se conocen como enzimas). Este ARNr se encuentra en el corazón del ribosoma y cataliza la transferencia de un aminoácido unido a un ARNt al extremo ácido carboxílico de la cadena polipeptídica en crecimiento. La catálisis basada en ARN es una característica conservada de la síntesis de polipéptidos y parece representar un rasgo evolutivamente homólogo.

    La cadena polipeptídica en crecimiento se une a un ARNt, conocido como peptidil ARNt. Cuando un nuevo aA-ARNt ingresa al sitio activo del ribosoma (sitio A), se le agrega el polipéptido en crecimiento, de manera que se convierte en el peptidil ARNt (con un aminoácido recién agregado, el aminoácido originalmente asociado con el aA-ARNt entrante). Este grupo polipeptídico unido es ahora un aminoácido más largo.

    El citoplasma de las células está lleno de ribosomas. En una célula bacteriana de rápido crecimiento, ~ 25% de la masa celular total son ribosomas. Aunque estructuralmente similares, existen diferencias características entre los ribosomas de bacterias, arqueas y eucariotas. Esto es importante desde una perspectiva práctica. Por ejemplo, una serie de antibióticos inhiben selectivamente la síntesis de polipéptidos por ribosomas bacterianos, pero no eucarióticos. Tanto los cloroplastos como las mitocondrias tienen ribosomas de tipo bacteriano. Esta es otra pieza de evidencia de que los cloroplastos y mitocondrias descienden de endosimbiontes bacterianos y una razón de que los antibióticos antibacterianos bloqueantes traduccionales son en su mayoría benignos, ya que la mayoría de los ribosomas dentro de una célula eucariota no son afectados por ellos.

    Colaboradores y Atribuciones


    This page titled 8.6: Síntesis de proteínas: traducción (ARN a polipéptido) is shared under a not declared license and was authored, remixed, and/or curated by Michael W. Klymkowsky and Melanie M. Cooper.