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Transcripción y Traducción en Procariontes vs. Eucariontes

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Transcripción y Traducción en Procariontes vs. Eucariontes

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Estructura del RNA mensajero: Procariontes vs. Eucariontes

Alberts et al., 3rd ed., p.237

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Etapas de la traducción

Iniciación

Elongación

Terminación

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Inicio

GTP

subunidades separadas del ribosoma mRNA tRNAi-met factores de inicio

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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:

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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

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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

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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)

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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

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Se forma un complejo circularizado con los extremos 5’ y 3’

del mRNA

Los factores eIF4 NO existen en bacteria

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Interacciones en el complejo de inicio de la traducción

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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

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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

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Resumen inicio de la traducción en eucariontes

Complejo 43S

Complejo 48S

eIF3-eIF4G

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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

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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

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Elongación

GTP

GTP

ribosoma mRNA tRNAs-aa factores de elongación

x aa

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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

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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

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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

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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

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ciclos de elongación

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Terminación

GTP

ribosoma mRNA factores de terminación

subunidades ribosoma mRNA tRNA libre

proteína

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Factores de

terminación

Bacteria Eucariontes

RF1

RF2

RF3

RRF

IF3

EF-G

eRF1

eRF3

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eRF1 utiliza agua para hidrolizar el péptido

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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

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Centro peptidil transferasa (PTC)

Centro activador

de GTPasa

Centro decodificador

A: aceptor

P: peptidil

E: salida (exit)

Resumen RIBOSOMA