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Proceso de la traducción o síntesis de proteínas - Coggle Diagram
Proceso de la traducción o síntesis de proteínas
la traducción es el segundo paso en el flujo de la información genetica
Acá se construye una cade polipeptidica (proteína) con una secuencia especifica
la estructura y funcionamiento de una célula depende de la cantidad y calidad de proteínas que produzca
construir una proteína necesita de la participación del ARNm, los ARNt (unidos respectivamente a sus aa), ribosomas, enzimas, ATP/GTP y un conjunto de proteínas llamadas factores traduccionales
proceso esencialmente similar en procariotas y eucariotas
la síntesis proteica tiene dos etapas:
activación de los aminoácidos o aminoacilación
traducción del ARNm
Activación de los aminoácidos o aminoaciliacion
consiste en la unión de cada ARNt su aa correspondiente, esta catalizado por 20 variantes de la enzima aminoacil sintetasa (una para cada aa) es para garantizar la exactitud del proceso traduccional ya que de ella depende la lealtad de la cual los aa se enlazan a sus ARNt especificos
la actividad correctora de las enzimas aminoacil ARNt sintetasa minimizan los errores en la selección del aa correcto
la reacción de aminoacilacion ocurre en dos fases
la primera fase se utiliza la energía de la hidrolisis de ATP para unir cada aa a un AMP con un enlace de alta energía dando origen a la aminoacil-AMP (complejo intermediario). sin dejar la enzima se transfiere el aa del aminoacil-AMP al ARNt especifico dando origen a aminoacil-ARNt (molécula)
el enlace entre el ARNt y el aa libera (hidrolizarse) la energía necesaria para propulsar la formación del enlace peptídico durante la traducción. PPi (pirofosfato inorgánico) obtenido en la primera fase es hidrolizado
Traducción del ARNm
Mecanismo por el cual se traduce el mensaje genético contenido en el ARNm, este mecanismo tiene 3 etapas
En todas estas fases se requiere la presencia de un complejo de sistemas de proteínas citoplasmáticas conocidas como factores de iniciación, factores de elongación y factores de terminación o liberación respectivamente. Dichos factores son diferentes en procariotas y eucariotas aunque sus funciones son semejantes
Iniciación
Elongación
Terminación
Iniciación de la traducción
En esta etapa se reunen los componentes que constituyen el complejo de iniciacion (Ribosoma+ARNm+ARNt iniciador cargado con N-formilmetionina en procariotas y con metionina en las eucariotas + factores de iniciacion)
El ARNt iniciador ingresa al sitio P uniéndose por complementariedad de bases al codon AUG mas proximo al extremo 5´ del ARNm
Esto garantiza que el marco de lectura se lea en sentido 5´- 3´
Como todas las cadenas polipeptídicas son iniciadas por un ARNt iniciador, todas las proteínas recién sintetizadas tienen N-formil-metionina (o metionina en eucariotas) como residuo amino terminal. En ambos casos este aminoácido inicial puede ser eliminado por una aminopeptidasa específica, aunque a veces se mantiene en la proteína final
En eucariotas, en cuanto se ha reconocido el codón AUG en el extremo 5’ del mensaje, ningún otro codón AUG del ARNm será utilizado como lugar de iniciación, por lo tanto por cada molécula de ARNm se sintetiza una sola cadena proteica. Los ARNm eucariotas son monocistrónicos
En procariotas, dado que la secuencia de reconocimiento entre el ARNm y el ARNr de la subunidad menor puede aparecer varias veces a lo largo del mensaje, pueden originarse varias cadenas polipeptídicas a partir de un ARNm. La mayoría de los ARNm procariotas son policistrónicos
Polirribosomas
cuando un ribosoma ha traducido una secuencia de aa suficientemente larga como para dejar el extremo 5' del ARNm, un nuevo ribosoma puede iniciar la traduccion
al grupo de ribosomas que traducen simultáneamente el mismo mensaje se lo llama polisoma o polirribosoma
cada uno de ellos opera independientemente sintetizando una molécula de la misma cadena polipeptídica en distintos grados de crecimiento
Elongación de la cadena polipeptídica
El proceso de elongación o crecimiento de la proteína se inicia cuando una nueva molécula de aminoa-cil~ARNt ingresa al sitio A vacante del ribosoma acoplándose por complementariedad de bases al segundo codón del ARNm expuesto en ese lugar.
Esta reacción requiere la intervención de un factor de elongación y GTP.
El aminoácido iniciador se desacopla del ARNt del sitio P, liberando energía que se utiliza en la formación del enlace peptídico entre los dos aminoácidos alineados (reaccionan el carboxilo del primer aminoácido con el grupo amino del segundo aminoácido).
Esta reacción es catalizada por una peptidil transferasa
El nuevo peptidil ARNt del lugar A es translocado al lugar P cuando el ribosoma se desplaza tres nucleótidos a lo largo de la molécula de ARNm.
Esta etapa requiere energía y la presencia de un factor de elongación.
El sitio de salida del ARNt descargado se denomina “E” (de “exit” o salida). Así el sitio A, que se halla desocupado, puede aceptar una nueva molécula de aminoacil~ARNt
En esta etapa se garantiza que el apareamiento de bases codón-anticodón sea correcto.
Se elimine el ARNt incorrecto, antes que el residuo aminoacídico que transporta pueda enlazarse a la proteína en crecimiento.
Terminación de la síntesis proteica
La finalización de la síntesis proteica ocurre ante la llegada al sitio A del ribosoma, de uno de los tres codones stop o de terminación
El factor de liberación se une al codón stop, estimulando la hidrólisis del enlace entre la cadena polipeptídica y el ARNt ubicado en el sitio P.
Como consecuencia de esta reacción el polipéptido se desacopla del ARNt, liberándose en el citoplasma.
El ARNm se separa del ribosoma y se disocian las dos subunidades, las cuales podrán volverse a ensamblar sobre otra molécula de ARNm reiniciándose el proceso de traducción.
El costo energético de la síntesis proteica
Para formar cada enlace peptídico se consumen en total 1 ATP y 2 GTP, los que aportan cuatro enlaces de alta energía:
dos en la activación del aminoácido
el tercero en la unión del aminoacil ~ARNt a la subunidad menor del ribosoma
el cuarto en la translocación del ribosoma.
Considerando este cálculo, la síntesis de una cadena polipeptídica de 250 aminoácidos consume un total de 1.000 enlaces de alta energía.
Diferencias en la traducción en procariotas y eucariotas
En eucariotas la envoltura nuclear y la maduración que sufren los ARNm impiden su traducción inmediata. El ARNm es “leído” después de que haya abandonado el núcleo a través de los poros nucleares. La traducción es por lo tanto post-transcripcional.
En procariotas, la traducción es simultánea a la transcripción, esto es, mientras se está terminando de transcribir el extremo 3’, el extremo 5’ libre del ARNm se asocia a un ribosoma y al ARNt iniciador comenzando la traducción.