La célula eucariota Ribosomas RIBOSOMAS Son estructuras sin

La célula eucariota
Ribosomas
RIBOSOMAS
Son estructuras sin membrana, formadas por ARN ribosómico y proteínas asociadas. Hay dos tipos de ribosomas,
diferenciados por su tamaño y su coeficiente de sedimentación (medido en Svedberg).
Los ribosomas 80s son grandes, de 32nm de longitud y 22nm de ancho. Se encuentran en el hialoplasma o en la
superficie del retículo endoplásmico rugoso.
Los ribosomas 70s son más pequeños, de 29nm de largo y 21 nm de ancho. Se encuentran en el interior de las
mitocondrias y los plastos y son similares a los ribosomas de las células procariotas.
Ambos tipos están formados por 2 subunidades que se ensamblan cuando van a realizar la síntesis de las proteínas.
Cada subunidad tiene un coeficiente de sedimentación distinto y también distinto es su tamaño. En la zona de unión de
las dos subunidades existe una hendidura a través de la que pasa el ARN mensajero que va a leer.
La subunidad grande contiene dos zonas en las que se unirán los ARN transferentes, que trasportan los aminoácidos.
Estas zonas se denominan centro Aminoacil y Centro Peptidil.
Los ARN ribosómicos se construyen a partir de secuencias de ARN nucleolares, ubicados en los nucleolos. Los ARN
ribosómicos se ensamblan a proteínas dentro del núcleo, formando una subunidad.. Posteriormente salen al citoplasma
y se unen al ARN mensajero.
En el hialoplasma se pueden encontrar ribosomas encadenados mediante el ARN mensajero. Esta estructura recibe el
nombre de polisoma o polirribosoma.
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
El dogma central de la Biología molecular se redacta como “Un gen, un polipéptido”.
Esto significa que la información contenida en una secuencia de nucleótidos de ADN dentro del núcleo pasa a una
secuencia de aminoácidos en el citoplasma.
Este proceso se realiza en dos etapas llamadas transcripción y traducción.
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Transcripción:
Es el paso de la información del ADN al ARN. El ADN se encuentra en el núcleo protegido de enzimas citoplásmicas que
pueden alterar su estructura y, con ello, su información vital para el mantenimiento del metabolismo celular. Por eso, su
información se transmite a una molécula que puede desplazarse al citoplasma.
En una primera fase de iniciación una ARN polimerasa lee la hebra de ADN en dirección de 3’ a 5’. Forma ARN en
sentido 5’ a 3’. La polimerasa comienza en un punto específico que se correlaciona con una parte de la polimerasa.
La polimerasa continúa sintetizando la molécula de ARN a partir del ADN, copiando fragmentos que carecen de
información intercalados entre fragmentos con información. Se denominan intrones a los fragmentos sin información y
exones a los que sí que la tienen.
En la fase de finalización la ARN polimerasa reconoce un trozo de ADN que induce a que termine el proceso. En el
extremo 5’ del ARN recién sintetizado, una enzima añade una capucha de un nucleótido con una base metilada. En la
cola 3’ otra enzima introduce una secuencia de 200 nucleótidos de Adenina. Con ello, el ARN queda protegido del
ataque enzimático en el citoplasma.
El ARN copiado contiene intrones y exones. Los fragmentos carentes de información no salen del núcleo, son retirados
del ARN, puesto que en el ribosoma la secuencia de la lectura es continua. Por ello, unas enzimas especiales
seleccionan los exones los unen formando ARN mensajero maduro. Luego sale al citoplasma.
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Traducción:
Una vez que el ARN mensajero sale al citoplasma, se unen a él subunidades ribosómicas y empiezan la lectura. Con
ello, empieza la síntesis del polipéptido, según la información contenida en la secuencia de nucleótidos. Esta síntesis
se realiza en el hialoplasma o en los ribosomas adheridos a la membrana del retículo endoplásmico.
Para que los aminoácidos puedan ir formando los enlaces peptídicos en el orden establecido, deben ser recogidos del
hialoplasma por los ARN transferentes específicos de cada aminoácido. La unión de un aminoácido a su ARN
transferente correspondiente se controla mediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa, que gasta un ATP para realizar
este enlace.
El ARNm está formado por secuencias de 3 en 3 nucleótidos, llamados codones (codogen es el nombre de los tripletes
de ADN que forman codones). El ARN transferente tiene también una secuencia específica que se une a los tripletes del
ARN mensajero, llamado anticodon y que es complementario al codon.
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La célula eucariota
Ribosomas
En la fase de Iniciación se une la subunidad pequeña al ARN mensajero . También se fija el primer anticodon y su
aminoácido, formando el complejo de iniciación. El primer codon es AUG, que corresponde con el anticodon que porta el
aminoácido llamado metionina. Por último, se une la subunidad grande del ribosoma. El primer ARN transferente y su
aminoácido sitúan en el CENTRO PEPTIDIL.
En la fase de elongación el segundo ARN transferente y su aminoácido entran en el CENTRO AMINOACIL del
ribosoma, ya que el centro peptidil se encuentra ocupado por el primer ARN transferente. Los aminoácidos contenidos
en los ARN tranferentes se unen mediante un enlace peptídico. Tras esta unión el primer aminoácido se suelta de su
ARN transferente. Este ARN transferente se separa del ribosoma. El segundo ARN transferente con el dipéptido
formado, ocupa el centro peptidil y deja libre el centro aminoacil para la llegada del siguiente ARN transferente con su
aminoácido. El ciclo de síntesis continua hasta encontrar un codon sin sentido o codon de fin. La velocidad de síntesis in
vitro es de 10 aminoácidos por segundo. En procariotas es 50 aminoácidos por segundo. En eucariotas 25 aminoácidos
por segundo.
La fase de finalización se produce cuando aparece un codon sin sentido (UAA, UAG y UGA) al no se une ningún ARN
transferente porque no existe ninguno con anticodon correspondiente. Se libera el polipéptido formado (con gasto de
GTP), el ARN transferente, la subunidad grande del ribosoma, el ARN mensajero y la subunidad pequeña del ribosoma.
Los ARN mensajeros pueden ser leídos por más de un ribosoma. Cada 80 nucleótidos se puede pegar otro ribosomas
que lee la misma información. Se forma así un polirribosoma o polisoma, que disminuye el gasto de producción de ARN
mensajeros, ya que a partir de un único ARN mensajero se puede generar un gran número de proteínas. Cada ribosoma
forma una proteína (o péptido) completa. Se van uniendo ribosomas a medida que lee el primer ribosoma.
Código genético
La información del ADN debe ser pasada a proteínas. Una secuencia de nucleótidos se pasa a una secuencia de
aminoácidos. A un nucleótido no puede corresponderle un aminoácido, pues sólo hay 4. Tampoco un grupo de 2
nucleótidos, porque son 16 y deben ser 20. Son tripletes de nucleótidos el código genético. Descubierto por Severo
Ochoa.
La combinación de 4 nucleótidos tomados de 3 en 3 da 64 posibilidades. Sobran 44 de los posibles. Si esos 44 fueran
sin sentido, la mínima mutación produciría la falta de síntesis de proteínas y la muerte. Por este motivo, a un aminoácido
le corresponde más de una secuencia de nucleótidos.
Algunas proteínas se sintetizan en el citosol y, posteriormente se dirigen al orgánulo donde van a residir, pro ejemplo en
las mitocondrias o los cloroplastos o proteínas estructurales de la membrana del retículo endoplásmico. Cada proteína
tiene una secuencia inicial de reconocimiento específica para cada destino.
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