Iniciación

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
subunidades separadas del ribosoma
mRNA
tRNAi-met
factores de inicio
GTP
Para el inicio de la traducción:
 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)
Existen dos tRNAs para Metionina, uno iniciador y
otro elongador
El fMet-tRNA iniciador tiene
características especiales
En la mitad de los casos, la
metionina es removida de
la proteína
Reconoce los codones AUG ó GUG
INICIO DE LA TRADUCCIÓN PROCARIONTE
IF1
IF2
IF3
50S
30S
[Mg2+]
AUG
3
3
1
GDP
2
fMet
+
Shine-Dalgarno
3
1
fMet GTP
2
3
1
AUG
complejo de
inicio de la
traducción
fMet GTP
+
2
fMet GTP
2
3
1
FACTORES DE INICIO DE LA TRADUCCIÓN (PROCARIONTES)
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
f-met
5’
aa-tRNA
IF3
IF1
E P A
3’
INICIO DE LA TRADUCCIÓN EUCARIONTE
60S
eIF1A
eIF2
eIF3
eIF4
eIF5
40S
[Mg2+]
+
Met
3
4
Met GTP
1A +
2
AUG
4
5
1A
2
3
4
Escaneo para
buscar el AUG
GDP
Met GTP
5 2
3
1A
AUG
3
Met GTP
5 2
4 3
1A
AUG
complejo de
inicio de la
traducción
Met GTP
2
3
1A
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
eIF2B
intercambia
GDP x GTP
en eIF2
eIF2•GDP
Resumen inicio de la traducción en eucariontes
Complejo 43S
eIF3-eIF4G
Complejo 48S
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
eIF4G: una proteína de anclaje que es blanco de
los virus IRES-dependientes
PABP
2Apro
eIF4E
eIF4A
eIF4A
eIF3
132
1046
572 642
1201
1411 1560
Porción utilizada para la traducción
independiente de Cap
PABP
eIF4A
eIF4E
eIF4A
eIF3
132
Ya no funciona en
traducción
572
642
1046
1201
1411 1560
X TRADUCCIÓN DEPENDIENTE DE 5’ CAP
Apoptosis
Infeccion viral
Ciertos puntos del ciclo celular
Elongación
ribosoma
mRNA
tRNAs-aa
factores de elongación
GTP
GTP
x aa
Factores de
elongación
Bacteria
EF-Tu
EF-Ts
EF-G
Eucariontes
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
ribosoma
mRNA
factores de terminación
GTP
proteína
subunidades ribosoma
mRNA
tRNA libre
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
Elongación
Terminación
1 GTP (1er aminoácido)
2 GTPs /aa
1 GTP
Resumen RIBOSOMA
Centro peptidil transferasa (PTC)
A: aceptor
P: peptidil
E: salida (exit)
Centro activador
de GTPasa
Centro decodificador