Ribosomas- Estructura, localización y modelo de traduccion PDF

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Ribosomas los ribosomas son las máquinas moleculares responsables de la síntesis de proteínas. Un ribosoma está conformado por ARN y proteínas; cada ribosoma consiste de dos complejos separados, conocidos como subunidades grande y pequeña. La subunidad grande se encuentra encima de la pequeña, con una cadena de ARN comprimida entre ambas. (Un ribosoma se parece un poco a una hamburguesa con un bollo grande arriba y un trozo de tocino saliendo de cada lado). En los eucariontes, los ribosomas obtienen sus órdenes para sintetizar proteínas del núcleo, donde se transcriben segmentos del ADN (genes) para producir ARN mensajero (ARNm). Un ARNm viaja hacia el ribosoma y este usa la información del transcrito para sintetizar una proteína con una secuencia de aminoácidos específica. A este proceso se le conoce como traducción. Los procariontes carecen de núcleo, por lo que sus ARNm se transcriben en el citoplasma y pueden ser traducidos de manera inmediata por los ribosomas.

Los ribosomas eucariontes pueden estar libres, es decir, que flotan en el citoplasma, o adheridos al retículo endoplásmico o a la parte exterior de la envoltura nuclear. (En el primer diagrama de este artículo, los puntos rojos representan a los ribosomas adheridos; el retículo endoplásmico con ribosomas adheridos se conoce como retículo endoplásmico rugoso). Debido a que la síntesis de proteínas es una función esencial de todas las células, los ribosomas se encuentran en prácticamente cualquier tipo de célula de los organismos multicelulares, así como en los procariontes como las bacterias. Sin embargo, las células eucariontes que se especializan en la producción de proteínas tienen números particularmente grandes de ribosomas. Por ejemplo, el páncreas es responsable de producir y secretar grandes cantidades de enzimas digestivas, por lo que las células pancreáticas que hacen estas enzimas tienen un número inusualmente elevado de ribosomas. La subunidad más grande, que es aproximadamente dos veces la talla del más pequeño, contiene el centro de la peptidil-transferasa (PTC), que cataliza la reacción de condensación que media la formación de la ligazón de péptido entre los aminoácidos en el polipéptido creciente. Las dos subunidades montan para traducir el mRNA y para desmontar cuando la traslación es completa. Piezas del ribosoma La estructura ribosomal se conserva altamente entre toda la especie, pero su composición exacta depende del organismo. La levadura, Saccharomyces Cerevisiae es el modelo canónico sobre el cual las dinámicas estructurales del ribosoma se han aclarado. Producción aproximadamente 2000 de la levadura por el minuto para satisfacer la demanda de la proteína. Cada ribosoma se comprende de cuatro RNAs ribosomal (rRNAs) y 79 proteínas ribosomal (proteínas del - de r) necesarias producir una única partícula de funcionamiento del

ribosoma; una cantidad apreciable de energía es por lo tanto necesaria asegurar todos los ribosomas producidos correctamente. A través de toda la especie, las subunidades ribosomales son caracterizadas por las unidades de Svedberg, S. abreviado. Estas unidades se basan en el régimen en el cual las subunidades sedimentan en un disolvente; concomitante, esto se deriva de la medición de un parámetro llamado el coeficiente evidente de la sedimentación. El ribosoma más simple es de bacterias y se comprende de una subunidad 30S y 50S que juntos formen el ribosoma de los años 70. Contrastingly, los ribosomas de la levadura se comprenden de una subunidad 40S y 60S, que montan para formar la estructura de los años 80. Cada subunidad a través de la especie contiene tres sitios que apuntalen el proceso de traslación. Éstos se señalan la A (aminoacyl), que acomoda el tRNA entrante que se prepara con un aminoácido (aminoacylated-tRNA); P (peptidil), que lleva a cabo el tRNA con emerger, o naciente, cadena del péptido (peptidil-tRNA); y E (salida), que moviliza el tRNA emergente que se ha estropeado de su aminoácido (deacylated-tRNA). En relación con los ribosomas bacterianos, los ribosomas eucarióticos son grandes y más complejos. Contienen segmentos de la extensión (ES) así como las r-proteínas adicionales y las extensiones de la r-proteína. El ARN dentro de los ribosomas es ordenado por adornos estructurales terciarios, tales como pseudonodos, y es responsable de realizar la actividad catalítica del ribosoma. Las proteínas rodean el ribosoma en el exterior y se creen para estabilizar su estructura. El modelo de traducción Muchos químicos, bioquímicos y físicos dedicaron sus esfuerzos durante los siguientes años a la búsqueda de respuestas sobre cómo funciona el ribosoma, considerado como el núcleo catalítico de la célula, la máquina de producción de proteínas, un enlace tangible con los orígenes de la vida. El ribosoma es una macromolécula que consiste de ARN ribosomal y proteínas. Para la síntesis de proteínas, el ribosoma debe contener un programa que le permita transformar el ARNm en la secuencia de aminoácidos de la proteína, reconocer los aminoácidos como sustrato para la síntesis, y proporcionar energía química para formar el enlace entre los aminoácidos. La subunidad pequeña en humanos está formada por una molécula de ARN y 32 proteínas. La subunidad grande consiste de tres moléculas de ARN y alrededor de 46 proteínas. Cada subunidad está compuesta por miles de nucleótidos y miles de aminoácidos, que a su vez están formados por cientos de miles de átomos. Para conocer cómo funciona esta máquina era necesario contar con información de su estructura, es decir establecer la ubicación exacta de cada uno de los átomos en el ribosoma. Dada la complejidad del ribosoma, muchos científicos de los años ochenta consideraban que sería imposible obtener tales datos para esta partícula ribonucleoproteica.

LOS RIBOSOMAS Los ribosomas son partículas subcelulares sin membrana, con forma de gránulos esféricos, solo visibles al microscopio electrónico. Están compuestos por proteínas ribosómicas, ARN ribosómico y gran cantidad de agua (80%) ESTRUCTURA Y LOCOLIZACIÓN Los ribosomas están formados por dos subunidades separadas por una hendidura transversal, perpendicular al eje mayor del ribosoma. Estas unidades permanecen separadas en el citosol, y solo se unen cuando el ribosoma se dispone a leer el ARNm. Los ribosomas se nombran en unidades de Svedberg (S) en función de su coeficiente de sedimentación. Los ribosomas pueden encontrarse: • Libres en el citosol (ya sea aislados o en grupos llamados polisomas o polirribosomas) • adheridos a la cara externa de la membrana del retículo endoplasmático rugoso. • Adheridos a la cara citoplasmática de la membrana nuclear externa. • Libres, en la matriz de las mitocondrias y en el estroma de los cloroplastos. LOS RIBOSOMA EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS • Los ribosomas procariotas. Completos, tienen un coeficiente de sedimentación de 70S. • Los ribosomas eucariotas. Completos, tienen un coeficiente de sedimentación de 80S. LA FUNCIÓN DE LOS RIBOSOMAS Los ribosomas son el lugar donde se sintetizan las proteínas, tanto en células procariotas como en eucariotas. Para la síntesis de proteínas, se requiere la unión de una subunidad grande y otra pequeña, al terminar de fabricar la proteína las dos subunidades se separan. Modelo de traducción Que son los polipéptidos, bueno pues en la mayoría de los casos, un polipéptido no es más que una proteína (con la diferencia técnica de que algunas proteínas grandes se conforman de varias cadenas de polipéptidos). algunas características clave de los codones: Estas relaciones entre los codones del ARNm y los aminoácidos se conocen como el código genético De los codones a los aminoácidos En la traducción, los codones de un ARNm se leen en orden (del extremo 5' al extremo 3') mediante moléculas llamadas ARNs de transferencia o ARNt. Cada ARNt tiene un anticodón, un conjunto de tres nucleótidos que se une a un codón de ARNm correspondiente a través del apareamiento de bases. El otro extremo del ARNt lleva el aminoácido que especifica el codón.

Los ARNt se unen a los ARNm dentro de una estructura de proteína y ARN llamada ribosoma. A medida que los ARNt entran a los espacios en el ribosoma y se unen a los codones, sus aminoácidos se unen a la cadena de polipéptidos creciente en una reacción química. El resultado final es un polipéptido cuya secuencia de aminoácidos refleja la secuencia de codones en el ARNm. Etapas de la traducción Iniciación: Para que pueda comenzar la traducción, necesitamos unos cuantos productos clave; estos son: Un ribosoma (que viene en dos subunidades, grande y pequeña) Un ARNm con las instrucciones para la proteína que vamos a construir Un ARNt "de inicio" que lleva el primer aminoácido de la proteína, que casi siempre es metionina (Met) Durante la iniciación, estas piezas deben reunirse justo de la forma correcta. Juntas, forman el complejo de iniciación, el ensamblaje molecular para comenzar a fabricar una nueva proteína. •

Dentro de las células eucariotas, la iniciación de la traducción sucede así: primero, el ARNt que lleva metionina se une a la subunidad ribosomal pequeña. Juntos, se unen al extremo 5' del ARNm.

•

Luego, "caminan" sobre el ARNm en la dirección 3', y se detienen cuando llegan al codón de inicio

Una vez que el ARNt correspondiente se ha colocado en el sitio A, es momento de la formación del enlace peptídico que conecta un aminoácido con otro. Este paso transfiere la metionina del primer ARNt al aminoácido en el segundo ARNt en el sitio A. Una vez formado el enlace peptídico, el ARNm avanza a través del ribosoma exactamente un codón. Este avance permite que el primer ARNt, ahora vacío, salga a través del sitio E ("salida"). También expone un nuevo codón en el sitio A, de forma que todo el ciclo se pueda repetir. Los polipéptidos, como todas las cosas buenas, deben llegar a su fin. La traducción finaliza en un proceso conocido como terminación. La terminación sucede cuando un codón de alto en el ARNm (UAA, UAG, o AGA) entra en el sitio A. Proteínas llamadas factores de liberación reconocen los codones de terminación y caben perfectamente en el sitio P (aunque no sean ARNt). Los factores de liberación interfieren con la enzima que normalmente forma los enlaces peptídicos: hacen que agregue una molécula de agua

al último aminoácido de la cadena. Esta reacción separa la cadena del ARNt, y la proteína que se acaba de formar se libera. ¿Qué sigue? Afortunadamente el "equipo" de la traducción es reutilizable. Después de que se separan las subunidades ribosomales grande y pequeña una de la otra y del ARNm, cada elemento puede participar (y generalmente lo hace rápidamente) en otra ronda de traducción....