SINTESIS DE PROTEINAS

es el proceso anabólico mediante el cual se forman las proteínas. El proceso consta de dos etapas, la traducción del ARN mensajero, mediante el cual los aminoácidos del polipéptido son ordenados de manera precisa a partir de la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN, y las modificaciones postraducción que sufren los polipeptidos así formados hasta alcanzar su estado funcional

La interacción entre el ARN que debe ser traducido y la maquinaria de síntesis de proteínas implica tres componentes principales.

RIBOSOMAS

ARNm

ARNt

RIBOSOMAS

una máquina biológica molecular que hallamos en todos los seres vivos y que tiene por función “traducir” el material genético en instrucciones para la célula.

Cada ribosomas está formado por dos subunidades, una pequeña y otra grande, que se mantienen juntas formando un complejo de varios miles de Daltons. La presencia de Mg2+ hace que ambas subunidades se unan. Su ausencia hace que se despeguen.

Un ribosoma procariota es de 70 S, siendo 50 S la subunidad mayor y de 30 s la menor (depende de la superficie). La subunidad grande presenta 3 salientes y está formada por una moléscula de ARN grande de 23 S y una pequeña de ARN de 5 S. Además contiene 34 proteínas. La subunidad pequeña muestra 2 lóbulos y muestra una molécula grande de ARN de 16 S, tiene 21 proteínas (todas distintas). Casi todas las proteínas son ricas en aá. básicos.

El ribosomas eucariota es de 80 S. Es un poco más grande que el de los procariotas. La subunidad mayor es de 60 S y la menor es de 40 S. El ADN ribosómico eucariota constituye el 70 % de todo el citoplasma.

FACTORES

Son las proteínas especificas no asociadas a los ribosomas que se requieren para la exacta iniciación de la traducción se llaman factores de iniciación

Factor de Iniciación Actividad

eIF-1 Reposición de met-tRNA para facilitar la unión del mRNA

eIF-2 Formación compleja ternaria

eIF-2A AUG-dependiente de met-tRNAmet

i

uniendo al ribosoma 40S

eIF-2B (también llamado GEF) factor de intercambio del nucleótido guanina

Intercambio de GTP/GDP durante el reciclaje de eIF-2

eIF-3, compuesto de 13 subunidades (véase más adelante)

Subunidad del ribosoma antiasociación al unirse a la subunidad 40S, las subunidades eIF-3e y eIF-3i transforman las células normales cuando son sobre expresadas, la sobre expresión de elf-3A (también llamada elF3 p170) ha sido asociada con varios cánceres humanos

Factor complejo de iniciación designado a menudo como eIF-4F compuesto por 3 subunidades primarias: eIF-4E, eIF-4A, eIF-4G y por lo menos 2 factores adicionales: PABP, Mnk1 (o Mnk2)

Unión del mRNA a la subunidad 40S, actividad de helicasa del RNA dependiente de ATPasa, la interacción entre la cola poliA y la estructura cubierta (cap)

PABP: proteína de unión poliAUne la cola poliA de los mRNAs y permite la unión al eIF-4G

Mnk1 y Mnk2elF-4E cinasas

Fosforila eIF-4E incrementando la asociación con la estructura de cubierta (cap)

eIF-4A Helicasa de RNA dependiente de ATPasa

eIF-4E

Reconocimiento de cubierta 5'; frecuentemente encontrada sobre expresada en cánceres humanos, la inhibición de eIF4E es actualmente un blanco para terapias anticáncer

4E-BP (también llamado PHAS) 3 formas conocidas

cuando 4E-BP esta defosforilado se une eIF-4E y reprime su actividad, la fosforilación de 4E-BP ocurre en respuesta a muchos estímulos de crecimiento conduciendo a la liberación de eIF-4E e incrementando la iniciación de la traducción

eIF-4G

Actua como una base para el ensamblaje de eIF-4E y -4A en el complejo eIF-4F, interacción el el PABP permite que el terminal 5í y el terminal 3íde los mRNAs actuén

Estimula la helicasa, se une

Nomenclatura

Subunidad designación humanos

Función

eIF3A p170se une la subunidad 40S, se une el eIF-4B, que participan en la formación de MFC, contratación de ARNm y el complejo ternario

eIF3B p116se une la subunidad 40S, que participan en la formación de MFC, la contratación y la ARNm de la exploración, la contratación de complejo ternario

eIF3C p110se une la subunidad 40S, que participan en la formación de MFC, la contratación y la ARNm de la exploración, la contratación de complejos ternarios, el reconocimiento de la iniciador AUG

eIF3D p66

eIF3E p48

eIF3F p47

que se propone el sitio de unión para mTOR y p70S6K (ver reglamento eIF-4E de la actividad por debajo)

eIF3G p44 unión de la eIF-4B

eIF3H p40

eIF3I p36

eIF3J p35se une la subunidad 40S, que participan en la formación de MFC

eIF3K p28

eIF3L p67

eIF3M GA17

Los procesos de sintesis de ADN y ARN son similares en que ambos implican.

los pasos generales de iniciacion, elongacion y terminacion con una polaridad 5‟ a 3‟.

Grandes complejos de iniciacion con multiplescomponentes

Fidelidad a las reglas de Watson y Crick.

Los ribonucleotidos se usan en la sintesis de ARN en vez de los dexosirribonucleotidos

En el ARN, U remplaza a T, como base complementaria de A

En la síntesis de ARN no esta involucrado un iniciador

Solo una pequeña porcion del genoma se transcribe a ARN, en tanto el genoma completo debe copiarse durante la replicacion de ADN.

ARN EL ARNm: contiene la

información requerida para dirigir la síntesis de la secuencia primaria de la proteína, aunque para codificar la proteína solo se necesite parte de esta información. las proteínas se sintetizan empezando por sus extremos amino terminal y progresando hacia sus extremos carboxilo terminal

ARNt: transporta los aminoácidos que serán incorporados a la proteínas. Extremo aceptor

Extremo anti codón.

Para especificar a cada uno de los aminoácidos de tres nucleótidos de ARN conocidos como „‟codones‟‟ .

Los ribosomas estan formados por una subunidad grande y otra corta. Al asociarse una con otra presentan loci especificos en los que se fijan los ARNtestos loci son denominados aminoacilo A y peptidilo P.

LOCUS A: es aquel en el que se situa una molecula de ARNt .que lleva un aminoacido apropiado en el tallo aceptor antes de que este se incorpore a la proteina.

LOCUS P: es la localizacion del ribosoma que contiene una molecula de ARNt con el polipeptido amino terminal de la proteina recien sintetizada unido a su tallo. Formacion del enlace peptidico(peptidiltransferasa). Cada amino posee una sintetasa especifica que es responsable de unirlo a todos los ARNt que lo fijan.

INICIACIÓN La iniciación de la síntesis de proteínas requiere que se seleccione

una molécula de ARNm para su traducción por los ribosomas. Una vez que el ARNm se une a los ribosomas, estos encuentran el marco de lectura correcto sobre el ARNm y se inicia la traducción.

Este proceso involucra al ARNt, ARNr, ARNm y por lo menos 10 factores de iniciación. También están involucrados GTP, ATP Y AMINOACIDOS.

LA INICIACIÓN puede dividirse en cuatro pasos.

1.- disociación del ribosoma en sus subunidades 40S y 60S.

2.-union de un complejo terciario que consiste en met-tARN, GTP Y elF-2 al ribosoma 40S para formar el complejo de iniciación

3.- la unión del mARN al complejo de iniciación 40S para formar el complejo 43S .

4.- la combinación del complejo de iniciación 43S con la unidad ribosomal 60S para formar el complejo de iniciación 80S

Disociación ribosómatica:

Dos factores de iniciación, elF-3 y eLIF1A, se unen a la unidad ribosómatica 40S recién disociada, esto retarda la reasociacion con la subunidad 60S y permite a otros factores de iniciación asociarse con la subunidad 40S.

Formacion del complejo de preinisacion43S.

Unión de GTP por el elF-2. este complejo se une posteriormente con el met-tARN, que es un tARNinvolucrado específicamente en la unión del codón de iniciación.este complejo terciario se une a la unidad ribosómatica 40S para formar el complejo de preiniciacion 43S, el cual se ve estabilizado por asociacion con el elF-3 y el elF-1A

Formación del complejo de iniciación.

Las terminales 5´se encuentran encapsuladas. Esta capsula facilita la unión del ARNm al complejo de preiniciacion 43S. Un complejo de proteína, elF-4F(4F), que consiste en elF-4E y la elF-4G. El elF-4A , se une específicamente a la cápsula atreves de la proteína de la proteína 4E. Despues el 4ª y el 4B se unen y reducen la compleja estructura secundaria de la terminal 5 del ARNm a través de la actividad de la ATPasa y la helicasa.y forman el complejo 48S.

formación del complejo de iniciación 80s.La union de la subunidad ribosomatica 60S con el complejo de iniciacion 48S involucra la hidrolisis del GTP unido al factor 2 y 5.este proceso da como resultado liberacion de factores y la rapidaasociacion del fator 40S y 60S para formar el ribosoma 80S.en este punto la met-tARN, esta sobre el sitio P , listo para el comienzo del proceso de elongacion.

ELONGACIÓN

Proceso ciclico, involucra varios pasos catalizados por los llamados factores de elongacion.(eEF). Estos pasos son.

1.-union del aminoacil-tARN al sitio A.

2.-formacion del enlace peptidico.

3.-translocacion.

Union del aminoacil-tARN al sitio A

En el ribosoma 80S formado durante el proceso de iniciacion, el sitio A se encuentra libre.

La union del aminoacil requiere un codon apropiado, el factor de elongacion eEF-1 alfa forma un complejo con GTP y el aminoacil. Este complejo permite al aminoacil entrar en el sitio A con la liberacion de eAF-1 alfaGDP y fosfato.

Formación del enlace peptidico.

Esta reacción es catalizada por una peptidiltransferasa.

Traslocacion.

Una vez que se remueve la porción peptidil del tARNen el sitio P, el tARN descargado se disocia rápidamente del sitio P. el factor 2 de elongación y el GDP son responsables de la translocacion del peptidil tARN recien formado en el sitio A al sitio P. la traslocacion del peptidil-tARN recien formado y su codon correspondiente dentro del sitio P ,libera al sitio A para otro ciclo de reconocimiento del codonpor el aminoacil-tARN y elongacion.

TERMINACIÓN

En comparación con la iniciación y la elongación, la terminación es un proceso relativamente simple . Después de múltiplos ciclos de elongación que terminan en la polimerización de los aminoácidos específicos de una molécula de proteína, el codón sin sentido aparece en el sitio A.