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14.E: Traducción - Síntesis de proteínas (Ejercicios)

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    14.1 (POB) La metionina tiene un solo codón.

    La metionina es uno de los dos aminoácidos que tiene un solo codón. Sin embargo, el codón único para metionina puede especificar tanto el residuo iniciador como los residuos Met interiores de polipéptidos sintetizados por E. coli. Explique exactamente cómo esto es posible.

    14.2 ¿Son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones relativas a la aminoacil-ARNt sintetasa?

    a) Se han definido dos clases distintas de enzimas que no están muy relacionadas entre sí.

    b) Las enzimas exploran los aminoacil-ARNt sintetizados previamente y escinden cualquier aminoácido que esté ligado al ARNt incorrecto.

    c) La corrección de pruebas puede ocurrir en la formación del intermedio aminoacil-adenilato (en algunas sintetasas) o en el aminoacil-ARNt (en otras sintetasas) para asegurar que el aminoácido correcto está unido a un ARNt dado.

    d) El producto de la reacción tiene un enlace éster de alta energía entre el carboxilo de un aminoácido y un hidroxilo en la ribosa terminal del ARNt.

    14.3 Se incubó una preparación de ribosomas en el proceso de síntesis de la insulina polipeptídica en presencia de los 20 aminoácidos radiomarcados, ARNt, aminoacil-ARNt sintetasas y otros componentes requeridos para la síntesis de proteínas. Todos los aminoácidos tienen la misma radiactividad específica (recuentos por minuto por nanomol de aminoácido). Se necesitan diez minutos para sintetizar una cadena de insulina completa (desde el inicio hasta la terminación) en este sistema. Después de la incubación por 1 minuto, las cadenas de insulina completadas se escindieron con tripsina y se determinó la radiactividad de los fragmentos.

    a) ¿Qué fragmento tríptico tiene la mayor actividad específica?

    b) En el mismo sistema descrito anteriormente, se aislaron las cadenas polipeptídicas de insulina aún unidas a los ribosomas después de diez minutos, se escindieron con tripsina y se determinó la actividad específica de cada péptido tríptico. ¿Qué péptido tiene la mayor actividad específica?

    14.4 Qué componente de la maquinaria de síntesis de proteínas de E. coli realiza la función listada para cada enunciado.

    a) Translocación del peptidil-ARNt del sitio A al sitio P del ribosoma.

    b) Unión de f-Met-ARNt al ARNm de la subunidad ribosómica pequeña.

    c) Reconocimiento de los codones de terminación UAG y UAA.

    d) Mantiene el iniciador AUG en registro para la formación del complejo de iniciación (vía emparejamiento de bases).

    14.5 a) En el inicio de la traducción en E. coli, ¿a qué subunidad ribosómica se une inicialmente el ARNm?

    b) ¿Qué secuencias de nucleótidos en el ARNm se requieren para dirigir el ARNm al sitio de unión inicial en el ribosoma?

    c) ¿Qué otros factores se requieren para formar un complejo de iniciación?

    14.6 ¿Qué pasos en la activación de aminoácidos y el alargamiento de una cadena polipeptídica requieren la hidrólisis de enlaces fosfato de alta energía? ¿Qué enzimas catalizan estos pasos o qué factores proteicos se requieren?

    14.7 (POB) Manteniendo la Fidelidad de la Síntesis de Proteínas

    Los mecanismos químicos utilizados para evitar errores en la síntesis de proteínas son diferentes a los utilizados durante la replicación del ADN. Las ADN polimerasas utilizan una actividad correctora de exonucleasa 3'® 5' para eliminar nucleótidos mal apareados insertados incorrectamente en una cadena de ADN en crecimiento. No existe una función correctora análoga en los ribosomas; y, de hecho, nunca se comprueba la identidad de los aminoácidos unidos a los ARNt entrantes y añadidos al polipéptido en crecimiento. Una etapa de corrección que hidrolizara el último enlace peptídico formado cuando se insertó un aminoácido incorrecto en un polipéptido en crecimiento (análogo a la etapa de corrección de ADN polimerasas) en realidad sería químicamente poco práctico. ¿Por qué? (Pista: Considere cómo se mantiene el vínculo entre el polipéptido en crecimiento y el ARNm durante la fase de elongación de la síntesis de proteínas).

    14.8 (POB) Expresando un Gen Clonado.

    Has aislado un gen vegetal que codifica una proteína en la que te interesa. ¿Cuáles son las secuencias o sitios que necesitará para que este gen se transcriba, traduzca y regule en E. coli.)?

    14.9 Los tres codones AUU, AUC y AUA codifican isoleucina. Corresponden a “híbridos” entre una familia de codones (4 codones) y un par de codones (2 codones). El codón único AUG codifica metionina. Dada la prevalencia de pares de codones y familias para otros aminoácidos, ¿cuáles son las hipótesis de cómo podría haber evolucionado esta situación para isoleucina y metionina?

    14.10 Utilice los siguientes procesos para responder a las partes a-c:

    1. síntesis de aminoacil-ARNt a partir de un aminoácido y ARNt.
    2. unión de aminoacil-ARNt al ribosoma para elongación.
    3. formación del enlace peptídico entre peptidil-ARNt y aminoacil-ARNt en el ribosoma.
    4. translocación de peptidil-ARNt del sitio A al sitio P en el ribosoma.
    5. ensamblaje de un spliceosoma para la eliminación de intrones del pre-ARNm nuclear.
    6. eliminación de intrones del pre-ARNm nuclear después del ensamblaje de un spliceosoma.
    7. síntesis de una caperuza 5' sobre ARNm eucariota.

    a) ¿Cuál de los procesos anteriores requiere ATP?

    b) ¿Cuál de los procesos anteriores requiere GTP?

    c) ¿Para cuál de los procesos anteriores hay evidencia de que el ARN se utiliza como catalizador?

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