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8.11: Regulación de la localización de proteínas

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    La síntesis de proteínas ocurre en el citoplasma, donde se localizan los ribosomas maduros. Generalmente, si no se agrega información, un polipéptido recién sintetizado permanecerá en el citoplasma. Sin embargo, incluso en la estructuralmente más simple de las células, las de las bacterias y las arqueas, hay más de un lugar en el que puede necesitar estar una proteína para funcionar correctamente: puede permanecer en el citoplasma, puede insertarse en la membrana plasmática o puede ser secretada de la célula. Tanto los polipéptidos de membrana como los secretados deben insertarse en, o pasar a través de, la membrana plasmática.

    Los polipéptidos destinados a la membrana o a la secreción generalmente están marcados por una etiqueta específica, conocida como secuencia señal. La secuencia señal consiste en un tramo de aminoácidos hidrófobos, a menudo ubicados en el extremo N-terminal del polipéptido. A medida que la secuencia señal emerge del túnel ribosómico interactúa con una partícula de reconocimiento de señal (SRP), un complejo de polipéptidos y un ARN estructural. La unión de SRP a la secuencia señal hace que la traducción se detenga. SRP actúa como chaperona para un subconjunto de proteínas de membrana. El complejo naciente MRN/ribosoma/polipéptido naciente/SRP encontrará (por difusión), y se unirá a, un complejo ribosoma/receptor SRP en la superficie citoplasmática de la membrana plasmática (en bacterias y arqueas) o una membrana de revestimiento citoplásmico (en eucariotas). Este receptor ribosoma/SRP está asociado con un poro polipeptídico. Cuando el complejo ribosoma/SRP se acoplan con el receptor, se reanuda la traducción y el polipéptido naciente pasa a través del poro de la proteína y así entra o pasa a través de la membrana. A medida que el polipéptido emerge en la cara externa no citoplásmica de la membrana, la secuencia señal es generalmente eliminada por una enzima, secuencia señal peptidasa. Si el polipéptido es una proteína de membrana, se plegará y permanecerá dentro de la membrana. Si es un polipéptido secretado, se liberará al espacio periplásmico, es decir, la región topológicamente fuera del citoplasma (ya sea dentro de una vesícula u otro lado de la membrana plasmática. Otros mecanismos pueden conducir a la liberación de la proteína de la célula.

    Debido a que las células eucariotas son estructural y topológicamente más complejas que las células bacterianas y arqueales, hay más lugares para que termine una proteína recién sintetizada. Si bien no discutiremos los detalles de esos procesos, vale la pena tener en cuenta una regla general. Generalmente, en ausencia de información agregada, un polipéptido recién sintetizado terminará en el citoplasma. Al igual que en bacterias y arqueas, un polipéptido eucariota destinado a la secreción o inserción en la membrana plasmática de la célula o sistemas de membrana interna (es decir, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi) son dirigidos a su ubicación final por un sistema de secuencia señal/SRP. Las proteínas que deben funcionar en el núcleo generalmente llegan ahí porque tienen una secuencia de localización nuclear, otras proteínas se excluyen activamente del núcleo usando una secuencia de exclusión nuclear (ver arriba). Asimismo, se utilizan otras señales de localización y receptores para dirigir proteínas a otros compartimentos intracelulares, incluyendo mitocondrias y cloroplastos. Si bien los detalles de estos sistemas de focalización están más allá del alcance de este curso, puede suponer que cada evento específico de focalización requiere señales, receptores y diversos mecanismos que impulsan lo que a menudo son reacciones termodinámicamente desfavorables.

    Colaboradores y Atribuciones


    This page titled 8.11: Regulación de la localización de proteínas is shared under a not declared license and was authored, remixed, and/or curated by Michael W. Klymkowsky and Melanie M. Cooper.