Síntesis y plegado de proteínas 1
Síntesis y plegado de proteínas
Traducción para uso interno USMP: C. Amanzo
Cualquiera que sea su destino final, el citoplasma, las membranas o las proteínas espaciales extracelulares se sintetizan
en el citoplasma de las células procarióticas y eucarióticas. Las únicas excepciones son las proteínas codificadas por
genes en mitocondrias y cloroplastos, que se sintetizan en esos orgánulos.
La síntesis bioquímica de las proteínas se llama traducción,
ya que el proceso traduce secuencias de nucleótidos en un ARN mensajero (mRNA) en la secuencia de aminoácidos en
una cadena de polipéptidos (Fig. 12.1). La traducción del ARNm requiere las acciones concertadas de pequeños ARNs
de transferencia (tRNAs) ligados a aminoácidos, ribosomas (complejos de ARN y proteínas) y muchas proteínas solubles.
La unión e hidrólisis del trifosfato de guanosina (GTP) regula varias proteínas que orquestan las interacciones de estos
componentes. En última instancia, las moléculas de ARN en el ribosoma catalizan la formación de los enlaces
peptídicos. Algunos polipéptidos recién sintetizados se pliegan espontáneamente en su estructura nativa en el
ambiente celular, pero muchos requieren ayuda de proteínas llamadas chaperonas.
Todos los organismos contemporáneos comparten un aparato de traducción común, por lo que el mecanismo de
formación de enlaces de péptido debe ser preexistente al ancestro común hace aproximadamente 3.500 millones de
años. Para el tiempo del antepasado común, muchas características regulatorias relativamente complicadas estaban en
su lugar y fueron heredadas a través del árbol filogenético.
FIGURA 12.1 RESUMEN DEL CICLO DE TRADUCCIÓN QUE MUESTRA SEIS RIBOSOMAS EN UN SOLO ARNm.
1. Iniciación. El iniciador tRNAMet, el mRNA y los factores solubles accesorios se ensamblan en la subunidad pequeña, que luego se une con una
subunidad grande. Met es el código de tres letras para la metionina.
2. Alargamiento. La cadena de polipéptidos se sintetiza, en el orden especificado por el mRNA, en pasos secuenciales mediante el reclutamiento
de nuevos aa-tRNAs que coinciden con la secuencia de codificación del mRNA, la formación de enlaces de péptidos y la disociación del tRNA
libre.
3. Terminación. Los factores de liberación reconocen el codón de parada (amarillo) y terminan la traducción. El ribosoma libera el polipéptido para
plegar el citoplasma.
4. Reciclaje de Subunidades. Las subunidades ribosómicas se disocian y están disponibles para otra ronda de traducción. aa-tRNA, Aminoacil-tRNA;
AUG, codón de iniciación; GTPasa, guanosina trifosfatasa; tRNA, ARN de transferencia.
Maquinaria de síntesis de proteínas
RNA mensajero
Los mRNAs tienen tres partes: los nucleótidos en el extremo 5´ proporcionan sitios de unión para las proteínas que
inician la síntesis de polipéptidos; los nucleótidos en el centro especifican la secuencia de aminoácidos en el
polipéptido; y los nucleótidos en el extremo 3´ regulan la estabilidad del mRNA (Fig. 1.1). Dentro de la región que
codifica las proteínas, tripletes de tres nucleótidos sucesivos, llamado s codones, especifican la secuencia de
aminoácidos. El código genético que relaciona los tripletes de nucleótidos con los aminoácidos es, con unas pocas
excepciones menores, universal. Entre uno y seis diferentes codones de tripletes codifican cada aminoácido (Fig. 12.2).
Un codón de iniciación (AUG) específica la metionina, que inicia todas las cadenas de polipéptidos, pero que
