Universidad Mayor de San AndrésFacultad de Medicina

Bioquímica y Biología MolecularLa Paz. Bolivia

Capítulo 211Síntesis de proteínas

Nota: Esta presentación es una recopilación de diversos autores, algunas diapositivas han sidomodificadas y rediseñadas por el prof. Ricardo Amaru.

Prof. Ricardo Amaru MD. PD. ACAD.

El “dogma” central revisado

Estructura ARNt

Unión aminoácido ARNt

Estructura del ribosoma

Estructura de mRNA

u Iniciación

u Elongación

u Terminación

Etapas de la traducción

Señales de inicio de la traducción

Señales de inicio de la traducción

Etapas de la traducción

Inicio de la traducción en eucariotas

Etapa de elongación de la traducción

Terminación de la traducción

Polirribosoma

Modificaciones post traducción

Rol de chaperonas durante el transporte de proteínas

Acciones secuenciales de las chaperonas

Universidad Mayor de San AndrésFacultad de Medicina

Bioquímica y Biología MolecularLa Paz. Bolivia

BIOLOGÍA MOLECULARTraducción

Nota: Las siguientes diapositivas son la recopilación de muchos autores y de muchosinternautas, algunas de ellas han sido modificadas y diseñadas por el prof. Amaru .

Prof. Ricardo Amaru MD. PD. ACAD.

The production of a protein

Many levels of regulation/variation

Ribosomes in the cytoplasm of a eukaryotic cell

Composition of eukaryotic ribosomes

RNA-binding sites in the ribosome

Each ribosome has:• a binding site for mRNA• three binding sites for tRNA

• A-site: aminoacyl-tRNA• P-site: peptidyl-tRNA• E-site: exit

tRNA molecules:matching amino acids to codons in mRNA

Translation of the genetic code:two adaptors that act one after another

Translation: Protein synthesis

O

OHOH

HHH

CH2

H

OPO

O

O−

Adenine

tRNA

O

OHO

HHH

CH2

H

OPO

O

O−

Adenine

tRNA

C

HC

NH

R

O

C

HC

NH

R

C

HC

NH3+

R

O

O

P site A site

O

OHO

HHH

CH2

H

OPO

O

O−

Adenine

tRNA

C

HC

NH

R

O

OHO

HHH

CH2

H

OPO

O

O−

Adenine

tRNA

C

HC

NH2

R

C

HC

NH3+

R

O

O

O

:

P site A site

O

OHOH

HHH

CH2

H

OPO

O

O−

Adenine

tRNA

O

OHO

HHH

CH2

H

OPO

O

O−

Adenine

tRNA

C

HC

NH

R

O

C

HC

NH

R

C

HC

NH3+

R

O

O

P site A site

mRNA molecules

5� end capping of eukaryotic mRNA molecules

mRNA translation mechanism

Step1: An aminoacyl-tRNA molecule binds to the A-site

on the ribosome

Step2: A new peptide bond is formed

Step3: The small subunit moves a distance of three nucleotides along the mRNA chain ejecting the spent tRNA molecule

Step4: The next aminoacyl-tRNA molecule binds to the A-site on the ribosome

Step5: . . .

The initiation phase of protein synthesis

1. Initiation complex (small ribosomal subunit + initiation factors)binds DNA and searches for start codon

2. Large ribosomal subunit adds to the complex

3. Translation starts

4. . . .

The final phase of protein synthesis

® binding of release factor to a stop codon terminates translation

® the completed polypeptide is released

® the ribosome dissociates into its two separate subunits

Polyribosomes

Proteasomes:degradation of �unwanted� proteins

Protein import by membrane-bounded organelles

ATP !!!

The role of signal sequences in protein sorting

ü proteins destined for the ER: N-terminal signal sequence that directs them

ü proteins destined to remain in the cytosol: no signal sequence

Free and membrane-bound ribosomes

ER signal sequence and SRP:directing ribosomes to the ER membrane

Translocation of a soluble protein across the ER membrane

Integration of a transmembrane proteininto the ER membrane

Integration of a double-pass transmembrane protein into the ER membrane

Vesicular traffic

Clathrin-coated pits and vesicles

Selective transport:mediated by clathrin-coated vesicles

Model of transport vesicle docking

Transport vesicle fusion

Protein glycosylation in the ER

The Golgi apparatus

Exocytosis: the regulated and constitutive pathways

Exocytosis of secretory vesicles

Chaperonas

Chaperonas

Chaperonas

Chaperonas

Chaperonas

Chaperonas

CHAPERONAS

Chaperonas

Chaperonas

Chaperonas

CHAPERONAS

Chaperonas

CHAPERONAS

Diferentes sistemas de chaperonas moleculares

Bacterias Levaduras

Sistema Nombre Función Nombre Función Comportamiento

100 ClpA Tolerancia frente a estrés térmico Hsp 104 Tolerancia frente a estrés térmico Citosol

90 HtpG Se une a proteínas desnaturalizadas Hsp90 Se une a proteínas desnaturalizadas, las pliega o las lleva a su compartimento Citosol

70 DnaK Se une a proteínas recién sintetizadas SSA1-4 Se unen a proteínas recién sintetizadas Citosol

SSB1, 2 Se unen a polisomas

SSC1 Se une a proteínas importadas Mitocondria

60 GroEL Se une a intermediarios de plegamiento. Asiste en el plegamiento Hsp60 Se une a proteínas importadas. Asiste en el plegamiento Mitocondria

CCT Asiste en el plegamiento de actina y tubulina Citosol

40 DnaJ Se une a proteínas desnaturalizadas. Interacciona con DnaK MDE1 Interacciona con Hsp70 SSC1 Mitocondria

20-25 GrpE Interacciona con DnaK MGE1

10 GroES Asiste a GroEL en su actividad plegadora Hsp10 Asiste a Hsp60 en su actividad plegadora Mitocondria

CHAPERONINASClasificación de las chaperoninas

Chaperonina Organismo Localización Sustratoconocido

Homología con respecto a: Nº de subunid en cada anillo

Nº subunid diferentes

Cochape-roninaGroEL TF55

Grupo I

GroEL Eubacterias Plasma 40% proteínas sintetizadas --- Débil 7 1 GroES

mt-cpn60 Eucariotas MitocondriaProteinas mitocondriales importadas

50% Débil 7 1 mt-cpn10

RBP Plantas Cloroplasto Subunidades de la rubisco 50% Débil 7 2 ch-cpn10

Grupo II

TF55 Arqueobacterias PlasmaLa mayor parte de las proteínas celulares

Débil --- 9 2 No

Termosoma Arqueobacterias PlasmaLa mayor parte de las proteínas celulares

Débil 60% 8 2 No

CCT Eucariotas Citosol Actina, Tubulina Débil 40% 8 8-9 ?