Código genético y traducción

Código genético y traducción
Nelson DL y Cox MM. (2000). Lehninger
Nelson
DL y Cox MM (2000) Lehninger Principios de Bioquímica, 3ª ed. Ed. Omega.
Principios de Bioquímica 3ª ed Ed Omega
Mathews C.K.; Van Holde K.E.; Ahern, K. G (2002) . Bioquímica, 3ª ed. Addison Wesley
Experimentos en la síntesis de proteínas
1.‐ Paul Zamecnik
2.‐ Mahlon Hoagland y Zamecnik
3.‐ Francis Crick
• Un
Un aminoácido aminoácido
determinado puede ser especificado por
ser especificado por más de un codón, de manera que el
manera que el código se designa como degenerado.
como degenerado.
De De
LLa longitud de los ARNt
l
it d d l ARNt varía í
entre 73 y 93 nucleótidos El inosinato puede formar puentes de hidrógeno ( , y )
con tres nucleótidos diferentes (U,C y A)
Esto permite que algunos ARNt reconozcan más de un codón
Síntesis de proteínas
Síntesis de proteínas
• Fase 1: Activación de los aminoácidos (aa)
Fase 1: Activación de los aminoácidos (aa)
1)El grupo carboxilo de cada aa
1)El
grupo carboxilo de cada aa de ser activado.
de ser activado
2)Cada nuevo aa debe ser incorporado de acuerdo con la información contenida en el
acuerdo con la información contenida en el ARNm
(Se une el aa al ARNt específico covalentemente, consume energía y usa una enzima activadora dependiente de Mg2+).
R
Reacción realizada en el citosol.
ió
li d
l i
l
• Fase 2: Inicio
El ARNm (portador del código del polipéptido)
se une a la menor de las dos subunidades
ribosómicas y al aminoacil‐ARNt iniciador. La
subunidad ribosómica mayor se une para
formar el complejo de inicio. El aminoacil‐
ARNt iniciador se aparea con el codón AUG del
ARN (principio
ARNm
( i i i del
d l polipéptido).
li é tid ) Proceso
P
que
requiere GTP
1) Subunidad ribosómica 30S une los factores de inicio impide la unión en 30S y 50 S.
El ARNm se une a la 30S. AUG es guiado por la secuencia Shine‐Dalgarno.
Shine
Dalgarno.
2) El complejo formado por la subunidad ribosómica 30S el
subunidad ribosómica 30S, el IF‐3, y el ARNm se une a IF‐2 ligado a GTP y al N‐
formilmetionil‐ARNt iniciador .
3) Este complejo se combina con la subunidad ribosómica 50S; el GTP se hidroliza a GDP y Pi que se desprenden del complejo. Los tres factores de inicio abandonan el ribosoma.
Sitio A (aminoacilo)
Sitio P (peptidilo)
Sitio E (salida) se encuentra en la subunidad 50S
subunidad 50S
Las secuencias Shine‐Dalgarno se aparean con una secuencia cerca del extremo 3´del
3
del ARNr
ARNr 16S
Secuencias en el ARNm que sirven de señal para el inicio de la síntesis proteica en las bacterias.
p
• Fase
Fase 3
3
La elongación requiere proteínas citosólicas
denominados factores de iniciación.
iniciación La fijación
del
aminoacil‐ARNt
entrantes
y
el
desplazamiento de los ribosomas a lo largo del
ARNm están facilitados por la hidrólisis de
GTP.
GTP
La elongación requiere:
1)el complejo de inicio 1)el
complejo de inicio
descrito anteriormente, 2) aminoacil‐ARNt
3)conjunto de tres proteínas (factores de elongación)
4)GTP • Fase
Fase 4
4
Terminación y liberación: La finalización se da por un codón de terminación del ARNm
por un codón de terminación del ARNm. La cadena polipéptidica se desprende del ribosoma con ayuda de proteínas ib
d d
í
denominadas factores de liberación.
Codones de terminación del
terminación del ARNm (UAA, UAG, UGA
• Fase 5: Plegamiento y modificación post
g
y
p
El polipéptido nuevo tiene que plegarse en su conformación tridimensional adecuada ¿Para
conformación tridimensional adecuada ¿Para que?. Antes o después del plegamiento, el nuevo polipéptido puede experimentar nuevo polipéptido
puede experimentar
modificaciones enzimáticas.
Eliminación de uno o más aa
Eliminación
de uno o más aa del extremo amino
del extremo amino‐terminal
terminal
Adición de grupos: acetilo, fosforilo, metilo, carboxilo
Figgure 5
5.20: Translatio
on of an RN
NA messagge intto a p
protein.
ESTRUCTURA PROTEICA Y FOLDING
Plegamiento asistido
Plegamiento asistido
1) Las chaperonas moleculares son proteínas 1)
Las chaperonas moleculares son proteínas
que interaccionan con polipéptidos parcial o incorrectamente plegados, facilitando rutas de plegamiento correctas. 2) Se localizan tanto en bacterias y humanos
3) Primera clase de chaperonas Hsp70 y Hsp40 (DnaK Y DnaJ)
4)La segunda clase de chaperonas se denominan Chaperoninas
• Hsp70
Hsp70 estas proteínas son más abundantes en estas proteínas son más abundantes en
células sometidas al estrés por temperaturas elevadas Se une a regiones ricas en residuos
elevadas. Se une a regiones ricas en residuos hidrofóbicos de polipéptidos no plegados , protegen las proteínas que se han
protegen las proteínas que se han desnaturalizado por calor y los péptidos que se están sintetizando (que aun no están
se están sintetizando (que aun no están plegados)
Las chaperoninas en el plegamiento de proteínas
1) La proteína desplegada se une a la bolsadel
GroEL que no que no
está bloqueada por GroES.
2) El ATP se une 2)
El ATP se une
a cada una de las subunidades del heptámero
de GroEL.
de GroEL.
Proteína desplegada
7) Las proteínas que no se han plegado al l d l
liberarse se vuelven a unir rápidamente
6) La proteína liberada está
liberada está totalmente plegada o en una estado de plegamiento parcial comprometido para adoptar la conformación nativa
5) La proteínas se pliega en el
pliega en el interior de la cavidad
3) La hidrólisis de ATP lleva a la liberación de 14 ADP y GroES.
4) 7 ATP y GroES
se unen a GroEL
con una bolsa llena.
La ruta de plegamiento de muchas proteínas a uta de p ega e to de uc as p ote as
necesita dos enzimas que catalizan reacciones de isomerización :
1)La proteína disulfuro isomerasa: Cataliza el intercambio o la mezcla de enlaces disulfuro
h t
hasta que se forman los enlaces de la f
l
l
d l
conformación nativa.
2)La péptido prolil cis‐trans
2)La péptido prolil
cis trans isomerasa cataliza la cataliza la
interconversión de los isómeros cis‐trans de los enlaces peptídicos
p p
de prolina
p
.
Modificaciones postraduccionales
Procesamiento proteolítico
Procesamiento Químico
*Unión de cadenas laterales de glúcidos
g
*Adición de grupos isoprenilo (sirve para anclar la proteína en una membrana )
anclar la proteína en una membrana )
*Adición de grupos prostéticos (biotina y el grupo hemo)
grupo hemo)
*Formación de puentes disulfuro (son comunes en proteínas eucarióticas
í
ió i
d i d
destinadas a la exportación)
Destino de las proteínas en la célula
La mayoría de las proteínas en (cloroplastos y
mitocondrias) están codificadas por ADN nuclear.
nuclear
Los 10 a 15 residuos en el extremo amino‐terminal de
algunas proteínas dirige la proteína a su destino final
en la célula (estas secuencias son eliminadas por
peptidasas
p
p
específicas)
p
)
Proteínas de las mitocondrias
Proteínas del cloroplasto
Direccionamiento de proteínas nucleares
Retículo endoplásmico
Retículo endoplásmico