transcripción y traducción en procariontes vs....
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Transcripción y Traducción en Procariontes vs. Eucariontes
Estructura del RNA mensajero: Procariontes vs. Eucariontes
Alberts et al., 3rd ed., p.237
Etapas de la traducción
Iniciación
Elongación
Terminación
Inicio
GTP
subunidades separadas del ribosoma mRNA tRNAi-met factores de inicio
Las subunidades ribosomales deben estar separadas
La subunidad pequeña debe reconocer al mRNA
El tRNA aminoacilado (fmet-tRNAmet o met-tRNA) debe colocarse en
la posición P de la subunidad ribosomal pequeña
Debe ocurrir el reconocimiento codón-anticodón de inicio
Ocurre hidrólisis de al menos una molécula de GTP
Factores de iniciación de la traducción IFs (bacteria) o eIFs (eucariontes)
Para el inicio de la traducción:
Existen dos tRNAs para Metionina, uno iniciador y
otro elongador
El fMet-tRNA iniciador tiene
características especiales
Reconoce los codones AUG ó GUG
En la mitad de los casos, la
metionina es removida de
la proteína
50S
30S
+
1 2
fMet GTP +
3
2
fMet GTP
1 3
2
fMet GTP
1
AUG
complejo de inicio de la traducción
Shine-Dalgarno
INICIO DE LA TRADUCCIÓN PROCARIONTE
3 3
fMet
AUG
3
2
1
GDP
[Mg2+]
IF1
IF2
IF3
Factor Función
IF1 Previene la unión de tRNAs en el
sitio A de la subunidad 30S
IF2 GTPasa que interacciona con 3
componentes claves durante
iniciación: la subunidad 30S, IF1,
y fMet-tRNAif-Met)
IF3 Se une a 30S y evita re-asociación
con 50S. Participa en el
reconocimiento codon-anticodon
5’ A P E
f-met
aa-tR
NA
IF1 IF3
3’
FACTORES DE INICIO DE LA TRADUCCIÓN (PROCARIONTES)
60S
40S
+
1A 2
Met GTP +
3
2
Met GTP
1A
3
2
Met GTP
1A
AUG complejo de inicio de la traducción
INICIO DE LA TRADUCCIÓN EUCARIONTE
3 3
Met
AUG
3
2
1A
GDP
[Mg2+]
eIF1A
eIF2
eIF3
eIF4
eIF5
4
4
4
5
5
3
2
Met GTP
1A
AUG
4 5
Escaneo para
buscar el AUG
Se forma un complejo circularizado con los extremos 5’ y 3’
del mRNA
Los factores eIF4 NO existen en bacteria
Interacciones en el complejo de inicio de la traducción
Ocurre un escaneo de la región 5’ no traducible hasta
encontrar el primer AUG en contexto apropiado
eIF4A: helicasa; utiliza
ATP para deshacer
estructura secundaria en
el mRNA y permitir paso
de 40S
Para regenerar eIF2•GTP que se une a tRNA-met para
iniciar traducción, se requiere el factor eIF2B
eIF2•GDP
eIF2B
intercambia
GDP x GTP
en eIF2
Resumen inicio de la traducción en eucariontes
Complejo 43S
Complejo 48S
eIF3-eIF4G
Traducción dependiente de CAP: Los mRNA eucariontes tienen CAP en el
extremo 5’, por lo que su traducción es CAP dependiente y requiere a eIF4E
Traducción independiente de CAP: Muchos virus que infectan células
eucariontes tienen genoma de RNA que es traducido diréctamente. Estos virus
NO portan CAP en su extremo 5’ y NO requieren a eIF4E. Su traducción inicia en
un sitio interno río arriba del AUG llamado IRES (Internal Ribosome Entry Site). El
IRES es reconocido por algunos de los eIFs celulares para reclutar la subunidad
ribosomal 40S
• Rhinovirus
• Poliovirus
• Hepatitis A Virus
• Encephalomyocarditis Virus
• Foot and Mouth Disease Virus
PABP eIF4E
eIF3
eIF4A eIF4A
132 572 642 1046 1201 1411 1560
2Apro
eIF4G: una proteína de anclaje que es blanco de los virus IRES-dependientes
PABP eIF4E
132 572
eIF3
eIF4A eIF4A
642 1046 1201 1411 1560
TRADUCCIÓN DEPENDIENTE DE 5’ CAP X Ya no funciona en
traducción
Porción utilizada para la traducción
independiente de Cap
Apoptosis
Infeccion viral
Ciertos puntos del ciclo celular
Elongación
GTP
GTP
ribosoma mRNA tRNAs-aa factores de elongación
x aa
Factores de
elongación
Bacteria Eucariontes
EF-Tu
EF-Ts
EF-G
eEF-1
eEF-1
eEF-2
1. Posicionamiento del aa-tRNAaa elongador correcto (EF-Tu/eEF-1 )
2. Hidrólisis de GTP y cambio conformacional.
Para regenerar EF-Tu•GTP se
requiere EF-Ts
Formación del enlace
peptídico
Bacteria Eucariontes
Actividad peptidil transferasa del
RNAr 23S (Bases conservadas en
todos los organismos)
3. Ataque nucleofílico amino del aa2 al carboxilo del aa1
4. Posicionamiento del péptido sobre el tRNA del sitio A
1. El N3 del anillo de la adenina (2486,
bacteria) sustrae un protón del
grupo amino del aa entrante
proporcionando el ataque
nucleofílico al carbonilo del aa unido
al tRNA en el sito P.
2. El N3 protonado estabiliza el
intermediario del carbono
tetrahédrico formado en el sitio P/A
por puente de H con el oxianión
3. El protón es transferido del N3 al
3’OH del tRNA en el sitio P para
transferir el polipéptido al sitio A
Translocación
Bacteria Eucariontes
EF-Tu
EF-Ts
EF-G
eEF-1
eEF-1
eEF-2
5. Entrada de EF-G/eEF-2
6. Hidrólisis de GTP
7. Cambio conformacional y desplazamiento
ciclos de elongación
Terminación
GTP
ribosoma mRNA factores de terminación
subunidades ribosoma mRNA tRNA libre
proteína
Factores de
terminación
Bacteria Eucariontes
RF1
RF2
RF3
RRF
IF3
EF-G
eRF1
eRF3
eRF1 utiliza agua para hidrolizar el péptido
El gasto energético del proceso de traducción
Se hidrolizan 2 GTP´s por cada aminoácido incorporado
La hidrólisis promueve cambios conformacionales
Cargado de tRNA con su aminoácido
1 ATP /aa
TRADUCCION
Iniciación 1 GTP (1er aminoácido)
Elongación 2 GTPs /aa
Terminación 1 GTP
Centro peptidil transferasa (PTC)
Centro activador
de GTPasa
Centro decodificador
A: aceptor
P: peptidil
E: salida (exit)
Resumen RIBOSOMA