Síntesis de Proteínas: Un Proceso Complejo, Apuntes de Bioquímica

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Síntesis de Proteínas

Tema 10

Síntesis de Proteínas es un

Proceso Muy Complejo

• Tiene lugar en el ribosoma, un orgánulo formado por

varias proteínas y diversas moléculas de RNA

• Utiliza gran número de tRNAs que interactuan con mRNA
• Cada tRNA está cargado con uno de los 20 aminoácidos

comúnes por 20 diferentes aminoacil tRNA sintetasas

• Requiere una docena o más de factores proteicos para la

iniciación, elongación y terminación de la traducción.

• Intervienen posiblemente 100 enzimas adicionales que

llevan a cabo una variedad de modificaciones en las

proteínas.

ORDEN DE INCORPORACIÓN

• Está determinado por el orden en que aparecen los tripletes o codones en el mensajero.
• Se pueden leer, en principio, en tres fases distintas y solo una es la lectura correcta, por lo que se tiene que colocar el mensaje en fase para comenzar.
• Una vez establecida la fase, se mantiene para la lectura que corresponde a una proteína, hasta el final.
• Cada triplete en el mensajero( codón ) se lee gracias al emparejamiento, con un triplete complementario, en un aminoacil-tRNA( anticodón ).
• Una vez leido el codón, se incorpora el aminoácido en la cadena polipeptídica en crecimiento y la molécula de mRNA avanza en tres posiciones, respecto del ribosoma(recientemente se ha comprobado que es el ribosoma el que se mueve), para dejar expuesto el siguiente codón, y comenzar la siguiente ronda de elongación.
• La interacción entre el ribosoma y el mRNA tiene carácter procesivo. No se anula solo se va sustituyendo un triplete del mRNA por el siguiente una y otra vez.

• La secuencia del codon es complementaria con la secuencia del anticodon
• El codon en mRNA se empareja con el anticodon via enlaces de hidrógeno
• La alineación de los dos RNAs es antiparalela

Reconocimiento de los

Codones en mRNA por tRNA

TABLA 27-8 Factores proteínicos necesarios para la iniciación de la traducción en bacterias y eucariotas.

GTPasas

-Son una familia de proteínas, entre ellas están:

1. Factores proteínicos implicados en la síntesis de proteínas como IF y EF.
2. Proteínas G , implicadas en las vias de señales que median en la acción hormonal. Caracteristicas: -Tienen dos formas una activa con GTP unido y una inactiva con GDP unido.Tienen actividad de GTPasa: -La forma activa se convierte en inactiva cuando se produce la hidrólisis de GTP. El Pi se libera, pero GDP permanece unido. -La reactivación requiere el canje de GDP por GTP (Hay un factor de canje). La unión de GTP es espontanea. -También hay proteínas que aceleran la actividad GTPasa.

Funciones diversas: 1.Formación del complejo de iniciación 70S. 2.Corrección de pruebas cinética por EF-Tu para la concordancia entre el codón y el anticodón. 3.Translocación mediada por EF-G de peptidil-tRNA desde el centro A al centro P en el ribosoma.

FIGURA 27-8b Tres emparejamientos distintos posibles cuando en el anticodon del tRNA hay inosinato.

Inosinato en el Anticodon en Algunos tRNAs Permite el Balanceo( “Wobble”)

• Inosinato puede dar enlace de hidrógeno con tres

nucleótidos diferentes (A, U, C)

• Esta interacción es más débil que el emparejamiento

típico de par de Watson y Crick

TABLA 27-4 Como la base de balanceo del anticodón determina el número de codones que puede reconocer un tRNA.

MECANISMO FIGURA 27-19 (parte 1) Aminoacilación de tRNA por aminoacil-tRNA sintetasas. El paso 1 consiste en la formación del aminoaciladenilato, que permanece unido al sitio activo. En el segundo paso el grupo aminoacilo es transferido al tRNA. El mecanismo de este paso es algo diferente para las dos clases de aminoacil-tRNA sintetasas .Para la clase I el grupo aminoacilo se tranfiere inicialmente al 2’-hidroxilo del residuo de A 3’ terminal, siendo desplazado a continuación al 3’-hidroxilo por una reacción de trasesterificación. Para las de clase II el grupo aminoacilo se transfiere directamente al 3’-hidroxilo del adenilato terminal.

Síntesis de Proteinas Tiene Cinco Etapas

• Activación de aminoácidos
  • Síntesis enzimatica de las moléculas de aminoacil tRNA.
• Initiación de traducción
  • Union del mRNA y N-formilmetionina al ribosoma
• Elongación
  • Unión del aminoacil tRNA al ribosoma
  • Formación del enlace peptídico
• Terminación y reciclado del ribosoma
  • Codón de terminación en mRNA llega al ribosoma
• Plegamiento y procesado post-traducción (post-

translational processing).

• Catalizada por una variedad de enzimas.

TABLA 27-5 Componentes que se requiren para las cinco etapas principales de la Síntesis de Proteinas en E. coli

1.Formación del complejo de iniciación 30S. 2.Formación del complejo de iniciación 70S(30S+50S).

1.Formación del complejo de iniciación 30S: Orden de las Fases: a. Separación de las dos subunidades o subpartículas ribosómicas b. Unión de los tres factores de iniciación. c. Unión del mRNA. d. Unión del fmet.tRNAmetF. a. La separación de las subpartículas se produce una vez completada la terminación. Es facilitada por la acción combinada de IF-1 e IF- -IF-1 acelera la disociación. (Ayuda a IF-3) -IF-3 provoca la disgregación e impide la reasociación. b. Es preciso que estén unidos los tres para que se una a continuación mRNA y f met-tRNAmetF. IF-3 estabiliza la unión de IF-1 y IF-2 y a su vez, IF-2 colabora con IF-3 en estabilizar la unión de IF-1. c. Requiere que IF-3 esté unido a 30S; interacción con las rproteínas s1,s7,s12,s21; Interacción del mRNA con el 3´terminal de 16SrRNA(difiere para distintos mensajeros e incluso para distintos centros de iniciación dentro del mismo, en el número de bases que se emparejan y en la distancia al codon de iniciación AUG).

ETAPAS DE LA INICIACIÓN

-IF-3 se une con 30S en la región implicada en la unión de las dos subpartículas. (16SrRNA de 30S interactua con 23SrRNA de 50S). c.Hay factores de interferencia y así aunque el mRNA tenga varios centros de unión con el ribosoma la unión tendrá lugar en uno solo. Uno de ellos es la proteína s1.

La unión de mRNA a 30S requiere que el codón de iniciación se coloque en posición. El mecanismo de reconocimiento propuesto por Shine & Dalgarno implica emparejamiento de CUCC cerca del 3 ´terminal de 16SrRNA y una región complementaria de 3 a 9 bases en el lado 5´rio arriba del codón de iniciación del mRNA.

Igual en cloroplasto, pero no en mitocondria, ni en eucariotas.

ETAPAS DE LA INICIACIÓN