SÍNTESIS PROTEÍNAS / GENERALIDADES

50% peso célula es proteína
30 a 60 % maquinaria para hacer proteínas
MAQUINARIA Sistema sintetizador de proteínas (PSS)
1.
Ribosomas
2.
RNAt
3.
Enzimas activadoras de aa
4.
Proteínas iniciación
5.
Proteínas elongación
6.
Proteínas terminación
7.
Enzimas modificadoras producto proteico
8.
Proteínas que ensamblan y translocan las proteínas recién
sintetizadas
CARACTERÍSTICAS
a.
Ribosomas procarióticos
b.
c.
d.
Mas pequeños y mas rápidos que
eucariotes
Factores inicio en procariotes
TRES
Factores inicio en eucariotes > 10
Sistema sintetizador de proteínas en procariotes (PSS)
Más
lineal
Sistema de transcripción-traducción acoplada
No hay núcleo
Recién sintetizado RNAm INICIA síntesis proteínas
MUCHOS ANTIBIÓTICOS INHIBEN EL PSS
Transcripción
DNA
TRADUCCIÓN
RNAm
TRADUCTOR
RNAm
Proteína
¿Traductor?
RNAt
aminoacil-RNAt-sintetasas
20 aminoacil RNAt sintetasas
c/u reconoce un aa en particular
Enlace a RNAt específico
± 50 RNAt
Ambas se reconocen por codones
Codones: Nucleótidos en tripletes en RNAm



AUG es el codón de inicio (formil metionina)
para bacterias
UAA, UAG, UGA son codones de paro o
terminación
RNAt específico para cada codón
RNAt
3 loop u horquillas
Anticodón en loop II
Se “aparea” con codón en RNAm
ACTIVACIÓN RNAt-aa
Aminoácido se enlaza en secuencia CCA
encontrada en 3’ de RNAt
loop
loop
loop
loop
I: DHU loop (dehidroxiuridina)
II: Anticodón
III: loop extra
IV: loop TψC (pseudouridina)
~60 specific tRNAs
in prokaryotes
Enlace a RNAt realizado por RNAt sintasa
2 etapas
1.
ATP + aa
aminoacil – AMP + PiPi
2.
Aminoacil-AMP + RNAt
Aminoacil-RNAt + AMP
Reacción
Reversible
Proofreading
Realizada por RNAt sintasa
Aminoácidos mal insertados
ERROR EN PROTEÍNA
Sitio inicio en RNAm
FORMACIÓN COMPLEJO INICIO CON RNAr
Formado por
Subunidad 30S y Subunidad 50S
RNAt iniciador (RNAt-metionina)
Reconoce AUG
Enlazado a f-met (SOLO BACTERIAS)
Excepciones en algunos microorganismos
valina (GUG) en vez de
f-met
leucina (UUG) en vez de f-met
RECONOCE QUE ES CODÓN INICIO POR:
SECUENCIA SHINE-DALGARNO
Shine-Dalgarno:
Secuencia de 10 nucleótidos seguida por 4 a 6
bases
complementarias a extremo 3’ del RNAr 16S
(localizado en
subunidad pequeña ribosoma 30S)
AYUDAN A QUE SUBUNNIDAD RNAr 30S SE COLOQUE EN FORMA
CORRECTA EN RNAm GRACIAS A LA RNAr 16S
ETAPAS
1.
Ribosoma liberado de RNAm se disocia en 30S y 50S
Ayuda de factores proteicos de inicio (IF1, IF2 , IF3) y GTP
Factores inicio se enlazan a 30S
2.
3.
IF1 , IF2 , IF3 promueven asociación con RNAt - f-met
Se forma el complejo de inicio
Complejo inicio (ya en 30S) se enlaza a 50S
Se hidroliza GTP
GTP promueve liberación de IF1, IF2, IF3
COMPLEJO DE INICIO SE ESTABILIZA
Secuencia Shine Dalgarno
GTP y factores de elongación (EF)
1.
2.
Formación complejo inicio
Ciclo elongación
Adiciona aa en cada vuelta
No. vueltas = No. aa en proteína
Ribosoma 70S avanza en RNAm
3.
Proteínas o factores elongación
4.
Gasto de 2 GTP por aa incorporado
5.
Tan pronto se ha formado un complejo inicio y se desocupe
sitio inicio
LLEGA OTRO RIBOSOMA Y SE FORMA OTRO COMPLEJO INICIO
POLISOMAS
En ribosoma; SUBUNIDAD 50S
3 sitios que enlazan RNAt
SITIO A:
Sitio que acepta RNAt-aa
SITIO P:
Parcialmente ocupado por molécula
con péptido parcialmente completo
SITIO E:
Ocupado por RNAt NO CARGADO
Este RNAt YA TRANSFIRIÓ la
cadena del péptido al RNAt recién cargado
ESTA PRÓXIMO A SALIR DEL RIBOSOMA
PRIMERA REACCIÓN
Enlace RNAt-aminoacil
Anticodón de RNAt-aa se enlaza a codón en Sitio A
Requiere 2 factores proteicos: Factor elongación Tu (EfTu)
Factor elongación Ts (EfTs)
Se hidrolizan 2 GTP
1.
RNAt-aa entra a sitio A: Se forma complejo TERNARIO
aa-RNAt - EfTu - GTP
1
2
3
2.
Hidrólisis GTP
GDP + Pi
3.
Proteína EfTs libera GDP del complejo
4.
EfTu está libre para formar otro comlejo
RNAt presentes tanto en sitio P y en sitio A se colocan adecuadamente
para:
Grupo amino del aminoácido enlazado a RNAt en sitio A
PERMANEZCA JUNTO A
Grupo carboxilo del aa en el oligopéptido enlazado a RNAt en sitio P
SEGUNDA REACCIÓN
Formación enlace peptídico
SITIO P
1. Ruptura de grupo acil del carboxilo
2. Formación enlace peptídico
Catalizado por segmento del RNA 23S presente en RNAr 50S
(RIBOZIMA´: RNA catalítico)
3. Transferencia del péptido (CON UN aa MAS LARGO) A SITIO A
TERCERA REACCIÓN: TRANSLOCACIÓN
1.
RNAt sin carga (sin aa) se remueve de sitio P a sitio E
2.
RNA-t-polipéptido se transfiere del sitio P a sitio A
3.
Ribosoma se mueve 1 codón
Necesita un factor proteico EfG
Se hidroliza GTP
PROMUEVE SEPARACIÓN
Velocidad 15 aa / seg E. coli 37°
Velocidad síntesis RNAm = 45 nucleótidos / seg (45 / 3codon)
RIBOSOMAS SE MUEVEN EN RNAm A LA MISMA VELOCIDAD EN QUE
RNAm ES SINTETIZADO (TRANSCRIPCIÓN-TRADUCCIÓN ACOPLADA)
EXPOSICIÓN
EVITA ATAQUE NUCLEASAS DE RNAm
REQUIERE 2 EVENTOS
a.
Hidólisis de RNAt-peptidil
b.
Liberación péptido completo
c.
Se efectúa cuando ribosoma encuentra CODÓN TÉRMINO
UAA
UAG
UGA
CODONES SIN SENTIDO
Codones sin sentido: Ningún RNAt los reconoce o lee
d.
Necesarios 2 factores proteicos
Factor liberación 1 (RF1)
Dependen del codón de terminación
Factor liberación 2 (RF2)
1.
RF1 se une a Sitio A y activa peptidil transferasa
2.
Peptidiltransferasa hidroliza polipéptido del RNAt en sitio P
3.
RF2 libera a RF1 del ribosoma
4.
Ribosoma 70S se disocia en 30S y 50S


Papel estructural y funcional
16S RNAr implicado en la iniciación
◦ Apareamiento de bases ocurre entre la secuencia de
enlace al ribosoma del RNAm y la secuencia
complementaria entre el RNAr 16S

23S RNAr implicado en la elongación
◦ Interactúa con EFs

síntesis de proteinas