Traducción

Etapas de la Traducción

la traducción consta de tres partes

Iniciación el ribosoma se desplaza en dirección 5’-3’ hasta encontrar una señal que le indique el inicio de la traducción

la señal de inicio de la traducción siempre es el triplete o codón AUG

Iniciación una vez reconocido AUG, se produce el apareamiento del codón de iniciación con su respectivo ARNt, que posee el anticodón UAC

luego de apareado el ARNt, se produce el ensamblaje de la subunidad mayor del ribosoma

Iniciación al término de la iniciación, las dos subunidades del ribosoma quedan ensambladas y el primer ARNt cargado con Met ocupa el sitio P

complejo de iniciación

Elongación en el sitio P se localiza el ARNt con un aminoácido y en el sitio A se encuentra un codón del ARNm expuesto

un ARNt con un anticodón complementario este codón se fija sobre el ARNm por puentes hidrogeno entre las bases

Elongación la enzima peptidil-transferasa separa la Met de su ARNt y la une por su extremo carboxilo al extremo amino del aminoácido siguiente

se forma un dipéptido, con los aminoácidos correspondientes al mensaje codificado por el ARNm

Elongación cuando la Met está unida al segundo aminoácido, el primer ARNt se libera y el ribosoma se mueve hacia el extremo 3’ del ARNm para que se pueda leer el siguiente codón del ARNm

la translocación del ribosoma se produce por medio de la enzima translocasa

Elongación este proceso se repite con cada triplete formándose una cadena polipeptídica

la elongación termina cuando aparece una señal que indica la terminación de la traducción

Terminación se produce cuando en el sitio A del ribosoma queda ubicado un codón de terminación (UAA, UAG, UGA)

estos codones no son reconocidos por ningún ARNt

Terminación esto permite que en el sitio P ingresen proteínas llamadas factores de terminación

los factores hacen que la peptidil-transferasa corte el último aminoácido incorporado, se libere el polipéptido y se desensamblen los ribosomas

Traducción en Procariotas

en los procariotas la traducción se produce junto con la transcripción

Traducción en Eucariotas

en los eucariotas la traducción se produce en el citoplasma

ARNm Procariota y Eucariota

los procariotas tienen ARNm policistrónicos

ARNm Procariota y Eucariota • En la mayoría de las bacterias, la síntesis se inicia con un residuo de metionina modificado (Nformilmetionina), mientras que en eucariotas se inicia con metionina sin modificar.

• En procariotas y eucariotas la traducción comienza siempre con triplete AUG que codifica el aminoácido metionina.

• En algunas bacterias hay codones alternativos, como GUG, que cuando está al principio de la cadena polipeptídica, incorporan metionina en lugar del aminoácido normal (GUG=valina).

Señales de Inicio de la Traducción

la señal de inicio es diferente en procariotas y eucariotas

Proteínas necesarias para la Traducción

Factores de Traducción Procariotas

Eucariotas

IF-1

eIF-1

Se une al complejo iniciador y lo estabiliza

IF-2

eIF-2

Une el complejo Met-ARNt + GTP al ribosoma

IF-3

eIF-3

Evita la reasociación de las subunidades ribosómicas

eIF-4 (A, B, E, G)

Función

Participan de la localización del codón de iniciación

eIF-5

Libera eIF-2 y eIF-3 del ribosoma y permite la unión de la subunidad mayor

eIF-6

Participa en la disociación de las subunidades del ribosoma

Iniciación en Procariotas Se unen tres los factores de iniciación (IF-1, IF-2 e IF-3) a la subunidad ribosómica 30S. Se libera IF-3 permitiendo que la subunidad ribosómica 50S se asocie al complejo.

Se unen el ARNm y el ARNt iniciador, que es reconocido específicamente por el factor IF-2 (que une GTP).

Se forma el complejo de iniciación 70S, compuesto por ARNm y ARNt iniciador unidos al ribosoma, preparado para catalizar un enlace peptídico.

La unión provoca la hidrólisis del GTP unido a IF-2, lo que permite la salida de los factores IF-1 e IF-2 (ahora unido a GDP).

Iniciación en Eucariotas Los factores eIF-1, eIF-1A y eIF-3 se unen a la subunidad ribosómica 40S

El factor eIF-2 (unido a GTP) se asocia con el ARNt metionina iniciador

El cap del ARNm es reconocido por el eIF-4E, que se une al factor eIF-4G y a una proteína asociada a la cola poli-A en el extremo 3' del ARNm (PABP)

La subunidad 40S unida al ARNt iniciador y a los elF chequea el ARNm hasta identificar el codón de iniciación AUG

Cuando AUG es reconocido, eIF5 provoca la hidrólisis del GTP unido a eIF-2. Los factores eIF-4E y eIF-4G junto con eIF-4A y eIF-4B dirigen el ARNm hacia la subunidad ribosómica 40S, mediante interacción entre los factores eIF-4G y eIF-3. Se liberan los eIF y la subunidad 60S se une a la 40S para formar el complejo de iniciación

Elongación El ARNt iniciador se halla en el sitio P, listo para entrar otro ARNt cargado al sitio A por apareamiento de bases con el segundo codón

El aminoacil ARNt es llevado al ribosoma por un factor de elongación (EF-Tu en procariotas y eEF-1α en eucariotas), unido a GTP.

Cuando el ARNt correcto se inserta en el sitio A, el GTP es hidrolizado a GDP y el factor de elongación se libera.

Cuando EF se libera, se forma el enlace peptídico entre el aminoácido iniciador y el segundo aminoacil ARNt en el sitio A.

Otro factor de elongación, acoplado a hidrólisis de GTP produce la translocación del ribosoma quedando un nuevo codón en un sitio A libre.

Terminación

• Los procariotas tienen dos factores de liberación que reconocen codones de terminación: RF-1 reconoce UAA o UAG y RF-2 reconoce UAA o UGA . • Las células eucariotas tienen un único factor de liberación (eRF-1) que reconoce los tres codones de terminación. • Además, procariotas y eucariotas, también tienen factores de liberación (RF-3 y eRF-3 respectivamente) que no reconocen codones de terminación específicos pero actúan con RF-1 o eRF-1.

cada ARNm es traducido varias veces

la traducción simultánea de un mismo ARNm permite incrementar la tasa de síntesis de proteínas

Plegamiento y Procesamiento de Proteínas en la traducción, la secuencia de nucleótidos del ARN se convierte en la secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica, pero esto no significa que la proteína sea funcional

Plegamiento y Procesamiento de Proteínas

• la conformación tridimensional de las proteínas depende de la interacción entre sus aminoácidos. • es decir, el plegamiento de una proteína y su conformación tridimensional están determinados por su propia secuencia de aminoácidos.

Chaperonas • Las chaperonas actúan como catalizadores que facilitan el ensamblaje sin formar parte del complejo ensamblado. • Catalizan el plegamiento de las proteínas ayudando al proceso de autoensamblaje. • En concreto, su función es unirse y estabilizar las cadenas polipeptídicas no plegadas. • En ausencia de chaperonas, las cadenas polipeptídicas no plegadas o parcialmente plegadas son inestables en la célula o se pliegan de forma incorrecta. • La unión de las chaperonas estabiliza las formas no plegadas y permiten que la cadena polipeptídica adquiera una conformación activa

Chaperonas que se unen a las cadenas polipeptídicas nacientes • se unen a las cadenas polipeptídicas a la vez que se sintetizan en los ribosomas. • previenen el plegamiento incorrecto o la agregación de la porción amino terminal del polipéptido antes de que la síntesis de éste finalice. • este tipo de interacción es importante en proteínas en que el extremo carboxilo terminal (sintetizado en último lugar) es necesario para el plegamiento del extremo amino terminal. • la chaperona unida estabiliza la porción amino terminal en una conformación extendida hasta que se sintetice el resto de la cadena polipeptídica. • así puede plegarse correctamente la cadena polipeptídica completa.

Chaperonas estabilizan los polipéptidos no plegados durante su transporte a los orgánulos subcelulares

• Las proteínas se transportan a través de la membrana mitocondrial en una conformación parcialmente plegada estabilizada por chaperonas que se unen en el citosol. • Las chaperonas del interior de la mitocondria facilitan la transferencia del polipéptido al atravesar la membrana y su plegamiento posterior en el interior del organelo. • Además, participan en el ensamblaje de proteínas formadas por múltiples cadenas polipeptídicas.

Proteínas de Choque Térmico (HSP)

• son proteínas altamente conservadas tanto en células procariotas como eucariotas. • estabilizan y facilitan el plegamiento de proteínas parcialmente desnaturalizadas por exposición a temperaturas elevadas. • muchas de ellas se expresan y tienen funciones en condiciones normales de crecimiento celular. • actúan como chaperonas moleculares, necesarias para el plegamiento de los polipéptidos y su transporte en condiciones normales, así como en condiciones de estrés ambiental.

Familia Hsp60 • son también llamadas chaperoninas y facilitan el plegamiento de las proteínas en su conformación nativa. • están formada por 14 subunidades de alrededor de 60 kDa cada una, organizadas en anillos apilados para formar una estructura en forma de “doble dona” o “toroide”. • las cadenas polipeptídicas son protegidas del citosol mediante la unión a la cavidad del cilindro de la chaperonina. • la unión de la chaperonina impide la agregación de los segmentos no plegados del polipéptido • la unión de los polipéptidos es una reacción reversible acoplada a la hidrólisis de ATP, como fuente de energía.

• la hidrólisis de ATP dirige la liberación y unión de las regiones no plegadas a la chaperonina y así el polipéptido se pliega gradualmente en una conformación correcta.

Estructura Tridimensional de una Chaperonina

Acción Secuencial de Hsp70 y Hsp60 la chaperonina Hsp60 produce el plegamiento de la cadena polipeptídica.

primero la Hsp70 estabiliza los polipéptidos nacientes hasta que la síntesis de proteínas finalice.

luego, el polipéptido extendido se transfiere a la chaperonina Hsp60

finalmente se produce una proteína plegada correctamente en la conformación tridimensional funcional