Saltar al contenido principal
Library homepage
 
LibreTexts Español

8.7: El ciclo de traducción (síntesis de polipéptidos)

  • Page ID
    53412
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    En las bacterias, no hay barrera entre el ADN de la célula y el citoplasma, que contiene las subunidades ribosómicas y todos los demás componentes involucrados en la síntesis de polipéptidos.Los ARN recién sintetizados se liberan directamente en el citoplasma, donde pueden comenzar a interactuar con los ribosomas. De hecho, debido a que el ADN se localiza en el citoplasma en bacterias, el proceso de síntesis de proteínas (traducción) puede comenzar antes de que se complete la síntesis de ARNm (transcripción).

    Caminaremos por el proceso de síntesis proteica, pero en cada paso dejaremos de lado los diversos factores accesorios que intervienen en regular el proceso y acoplarlo a las reacciones termodinámicamente favorables que lo hacen posible. Estos pueden ser importantes si se quiere rediseñar o manipular el sistema de traducción, pero (creemos) son detalles innecesarios que oscurecen una comprensión básica. Aquí te recordaremos dos temas recurrentes. El primero es la necesidad de reconocer que todos los componentes necesarios para sintetizar un nuevo polipéptido (excepto el ARNm) ya están presentes en la célula; otro ejemplo de continuidad biológica. La segunda es que todas las interacciones que vamos a describir se basan en movimientos estocásticos, impulsados térmicamente. Por ejemplo, cuando se considera la adición de un aminoácido a un ARNt, los movimientos aleatorios tienen que llevar el aminoácido correcto y el ARNt correcto a sus sitios de unión en la aminoacil ARNt sintetasa apropiada, y luego llevar el ARNt cargado de aminoácido correcto al ribosoma. Generalmente, muchas colisiones improductivas ocurren antes de una productiva (correcta), ya que hay más de 20 moléculas diferentes de aminoácido/ARNt rebotando en el citoplasma. Los aspectos estocásticos del proceso de síntesis de péptidos rara vez se ilustran.

    El primer paso en la síntesis de polipéptidos es la síntesis del ARNm específico que codifica el polipéptido. (1) El ARNm contiene una secuencia 237 que media su unión a la subunidad ribosómica pequeña. Esta secuencia se encuentra cerca del extremo 5' del ARNm. (2) el complejo de subunidad de ribosoma pequeño de ARNm-ahora interactúa y se une a un complejo que contiene un aminoácido iniciador (inicio): ARNt. Tanto en bacterias como en eucariotas el codón de inicio es generalmente un codón AUG e inserta el aminoácido metionina (aunque son posibles otros codones de inicio no AUG) 238. Esta interacción define el comienzo del polipéptido así como el marco de lectura de la región codificante. (3) El complejo Met-ARNt:ARNm:subunidad ribosómica pequeña ahora puede formar un complejo funcional con una subunidad ribosómica grande para formar el complejo funcional ARN:ribosoma. (4) Catalizado por aminoácidos ARNt sintetasas, Los ARNt de aminoacilo cargados estarán presentes y pueden interactuar con el complejo ARNm:ribosoma para generar un polipéptido. Basándose en la secuencia de ARNm y el marco de lectura definido por el codón de inicio, los aminoácidos se añadirán secuencialmente. Con cada nuevo aminoácido agregado, el ribosoma se mueve a lo largo del ARNm (o el ARNm se mueve a través del ribosoma). Un punto importante, al que volveremos cuando consideremos el plegamiento de polipéptidos en sus estructuras finales, es que el polipéptido recién sintetizado se enhebra a través de un túnel molecular dentro del ribosoma. Sólo después de que el extremo N-terminal del polipéptido comience a emerger de este túnel puede comenzar a plegarse. (5) El proceso de polimerización del polipéptido continúa hasta que el ribosoma alcanza un codón de parada, es decir, una UGA, UAA o UAG 239. Dado que no hay ARNt para estos codones, el ribosoma se detiene, esperando un ARNt cargado que nunca llegará. En cambio, un polipéptido conocido como factor de liberación, que tiene una forma algo así como un ARNt, se une al complejo polipéptido:ARNm:ribosoma. (6) Esto conduce a la liberación del polipéptido, el desmontaje del ribosoma en subunidades pequeñas y grandes, y la liberación del ARNm.

    Cuando se asocia con el ribosoma, el ARNm se protege contra la interacción con proteínas que podrían degradarlo (ribonucleasas), es decir, descomponerlo en nucleótidos. Tras su liberación, el ARNm puede interactuar con una nueva subunidad ribosómica pequeña, y comenzar de nuevo el proceso de síntesis de polipéptidos o puede interactuar con una ribonucleasa y degradarse. Donde es importante limitar la síntesis de polipéptidos particulares, las probabilidades relativas de estos dos eventos (nueva traducción o degradación del ARN) estarán sesgadas a favor de la degradación. Típicamente, la estabilidad del ARN está regulada por la unión de proteínas específicas a secuencias de nucleótidos dentro del ARNm. La relación entre la síntesis de ARNm y la degradación determinará la vida media de una población de moléculas de ARNm dentro de la célula, la concentración en estado estacionario del ARNm en la célula e indirectamente, el nivel de polipéptido presente.

    Colaboradores y Atribuciones


    This page titled 8.7: El ciclo de traducción (síntesis de polipéptidos) is shared under a not declared license and was authored, remixed, and/or curated by Michael W. Klymkowsky and Melanie M. Cooper.