Ribosomas Y Síntesis DE Proteínas PDF

Preview

Summary

Download Ribosomas Y Síntesis DE Proteínas PDF

Description

RIBOSOMAS Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Laura Santalla González G8

1

Los ribosomas : estructura y función: Los ribosomas son complejos macromoleculares de un tipo especial de ARN, llamado ARN ribosómico, y proteínas cuya función es sintetizar proteínas a partir de la información contenida en el ADN y transmitida hasta los ribosomas por ARN. Aparece en todas las células (procariotas y eucariotas). Los ribosomas se encuentran dispersos por el citoplasma o asociados a diferentes membranas, como la nuclear externa o el retículo rugoso (llamado rugoso precisamente por la existencia de ribosomas), además de en mitocondrias y plastos. Estructura: Un ribosoma completo está formado por dos subunidades diferentes (una mayor y otra más pequeña). El ribosoma completo mide aproximadamente 29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas. Las dos subunidades del ribosoma se unen durante la traducción, tras el reconocimiento del codón iniciador. Los ribosomas y sus subunidades suelen ir acompañados de un coeficiente de sedimentación. Los ribosomas eucariotas son ribosomas 80 S y los procariotas 70 S. Este coeficiente mide la sedimentación de una molécula al ser centrifugada. Se mide en unidades Svedberg. Es importante tener en cuenta que no es una magnitud aditiva. Esta magnitud tiene dimensiones de tiempo. Un Svedberg equivale a 10-13 segundos.

Caracterización de ribosomas procariotas y eucariotas:

2

Como se comenta arriba, también existen ribosomas propios de mitocondrias y plastos. Se denominan mitorribosomas y plastorribosomas, que son diferentes a los ribosomas citoplasmáticos (libres o en el RE). Un polisoma es una estructura temporal formada por varios ribosomas y el ARNm que están traduciendo simultáneamente.

Síntesis de los ribosomas: Los ribosomas se sintetizan en el interior del núcleo, en una región concreta: el nucléolo. 1. SÍNTESIS DE ARNr Las moléculas de ARNr de 28S, 18S y 5’8S se sintetizan en el nucléolo a partir de genes ribosómicos localizados en unas zonas específicas de los cromosomas (organizadores nucleolares). El ARNr que se transcribe inicialmente es una molécula de 45S (pre-ARNr) que madurará y se escindirá en tres moléculas de ARNr: 18S, 28S y 5’8S. 2. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS RIBOSÓMICAS Se sintetizan en el citoplasma y penetran en el núcleo través de los poros de su envuelta. Se desplazan hasta el nucléolo. 3. ENSAMBLAJE DE ARNr Y PROTEÍNAS Las proteínas estructurales se unen al pre-ARNr durante la síntesis del mismo. El ARNr 5S, un componente de la subunidad mayor, se une durante la (procesamiento) del pre-ARNr, junto con las proteínas restantes. El ARNr 5S es sintetizado en el citosol por la ARN-polimerasa III 4. TRANSVASE DE SUBUNIDADES RIBOSÓMICAS AL CITOPLASMA. Al unirse finalmente las moléculas de ARNr a las proteínas se forman las subunidades que pasan, a través de los poros nucleares, al citoplasma. La subunidad menor (40S) contendrá ARN 18S y la mayor (60S) contiene ARN 28S, 5.8S y 5S.

3

Las dos subunidades del ribosoma: Las dos subunidades, como hemos visto, tienen características diferentes. La subunidad menor posee los lugares de unión del ARNm con el ribosoma. Éstos son tres: Lugar A (Aminoacil): Reconoce codón que codifica la metionina, el codón de iniciación, uniéndose al ARNm en ese punto. Lugar P (Peptidil): En ese lugar se producirá el enlace bajo la influencia de la subunidad mayor. Lugar E (Exit): Lugar de salida del ARNm. La subunidad mayor posee ribozimas (un tipo de ARNr con actividad catalítica), que catalizan el enlace peptídico.

La traducción de proteínas: Moléculas que intervienen en la traducción EL ARN TRANSFERENTE Codón y anticodón: Un codón es el grupo de tres nucleótidos del ARNm (también llamado triplete), que codifica para un aminoácido concreto. Existen 64 codones diferentes, pero solo 22 aminoácidos, por lo que se deduce que existen aminoácidos codificados por más de un codón.

4

El anticodón es un triplete de nucleótidos que existe en el ARN transferente, complementario a un codón. Este ARNt reconoce y se une a un aminoácido específico codificado por el codón complementario a su anticodón. Es decir, si un aminoácido X es codificado por el codón ATG, se asociará a un ARNt que presente el anticodón TAC. Al aproximarse el ARNt al ribosoma, el codón y el anticodón se unen, y el aminoácido se une a la cadena peptídica en síntesis. Estructura del ARNt: α: Anticodón (3 nucleótidos) β: Lugar de fijación del aminoácido (en el extremo 3’) γ: Bucle variable δ: Rama D τ: Rama T A: Bucle del anticodón D: Bucle D T: Bucle T

Aminoácidos: Los aminoácidos son moléculas con un grupo amino y un grupo ácido cuya propiedad más interesante para la vida es confiormar las proteínas, mediante la unión de largas cadenas de estas moléculas por enlace peptídico. Existen cientos de aminoácidos, pero solo 22 conforman proteínas, es decir, solo 22 son proteinógenos. La unión de aminoácido y el ARNt: aminoacil-ARNt sintetasas: El complejo del ARNt y su aminoácido correspondientes se denomina aminoacil-ARNt. La unión de este complejo está catalizada por una serie de enzimas: Las AminoacilARNt sintetasas. Existen una gran cantidad de Aminoacil-ARNt sintetasas, ya que hay numerosos aminoácidos y aún más anticodones en el ARNt (para un mismo aminoácido puede existir más de un ARNt codificado para unirse a él). 5

Mecanismo de la traducción de proteínas: Fase de iniciación: La iniciación de la traducción se produce cuando un ARNm se une a la subunidad menor del ribosoma en el sitio A (amonoacil). El codón de iniciación en eucariotas es AUG, que codifica para la Metionina. El ARNt iniciador es el que posee el anticodón complementario del codón de iniciación (Anticodón UAC) y conforma un Aminoacil-ARNt con el aminoácido metionina. Tras la unión del aminoacil-ARNt al lugar A, la subunidad mayor se une a la menor una vez se disocian de ella una serie de factores de iniciación, para comenzar el proceso de elongación (la adición de aminoácidos que sigue a la iniciación), ya que es la subunidad mayor la que posee las ribozimas necesarias para catalizar el proceso de unión. Existen una serie de factores de iniciación, que tienen varias funciones que se pueden resumir en una: Facilitar el proceso de la iniciación mediante la estabilización de las uniones u otros procesos. En la tabla se pueden ver los diferentes factores de traducción.

La iniciación de la traducción en procariotas: El codón de iniciación es el AUG, tanto para procariotas y eucariotas. El primer aminoácido de eucariotas es la metionina (Met). En procariotas el aminoácido de iniciación es la Formilmetionina. Las procariotas tienen la capacidad de diferenciar dos tipos de ARNt complementarios al codón AUG: El Formilmetionina-ARNt (fMet-ARNt) y el Metionina-ARNt (Met-ARNt). El primero es el ARNt que se une al codón iniciador, mientras que el otro simplemente codifica la metionina. El proceso de síntesis proteica de los plastos y mitocondrias comienza, como en procariotas, en la Formilmetionina. En ocasiones el ARNm es policistrónico, es decir; tiene varios codones de inicio AUG, por lo que da lugar a varias proteínas. Es característico de las procariotas, donde el codón AUG codifica tanto la Metionina como la Formilmetionina. 6

En las procariotas además existe una secuencia de 6 o 7 nucleótidos, la secuencia Shine-Dalgarno que está situada antes del codón de inicio de la traducción y regula el proceso de iniciación, principalmente facilitando el reconocimiento del codón de inicio. Fase de elongación: El proceso de elongación es la adición de aminoácidos a la cadena en el sentido 3’-5’. Cuando el Aminoacil-ARNt de iniciación entra en el sitio A produce un cambio conformacional que habilita el sitio P. Entonces, nuevos aminoacil-ARNt se unen al complejo en ese sitio, para añadir, por enlace peptídico, nuevos aminoácidos a la cadena. El proceso de formación del enlace peptídico está catalizado por una ribozima, la peptidil-transferasa, una ribozima de la subunidad mayor del ribosoma. Inhibición de la síntesis proteica: Algunos inhibidores de la síntesis proteica y su acción sobre las células procariotas, eucariotas y orgánulos endosimbióticos.

El destino de las proteínas sintetizadas por los ribosomas: Las proteínas sintetizadas por los ribosomas tienen diferentes destinos.

7

Algunas proteínas poseen un péptido señal. Un péptido señal es un conjunto de aminoácidos concretos en el inicio de la cadena polipeptídica presentes en proteínas recién sintetizadas o en proceso de síntesis. Su función es marcar la proteína según su destino (por ejemplo, cuando deben ser transportadas al retículo endoplasmático o secretadas) La señal es reconocida por receptores específicos en la superficie de los orgánulos, generando una reacción en estos que permite el paso de la proteína.

8...