Ribosomas y Síntesis de Proteínas: Traducción de ARNm en Aminoácidos - Prof. Olmos Bonafè, Ejercicios de Citología e Histología Vegetal y Animal

¡Descarga Ribosomas y Síntesis de Proteínas: Traducción de ARNm en Aminoácidos - Prof. Olmos Bonafè y más Ejercicios en PDF de Citología e Histología Vegetal y Animal solo en Docsity! TEMA 5: RIBOSOMAS Y SINTESIS DE PROTEINAS • ¿Cómo se traduce la información de una secuencia de nucleótidos del mRNA en una secuencia de moléculas diferentes, los aminoácidos de las proteínas? Pasamos de nucleótidos a aminoácidos. Como en el mRNA sólo hay 4 nucleótidos distintos (A,U,G,C) y existen 20 aminoácidos la correspondencia no puede ser directa. Tiene que haber algún codigo. Traducción. Ejemplo traducción: PIEDRA ROSSETA. El CODIGO GENÉTICO UNIVERSAL: Piedra Rosseta de la Biologia. Es una tabla donde los nucleótidos estan traducidos a aminoácidos. •  La secuencia de nucleótidos del mRNA es leída en grupos de 3 (llamados CODONES) para indicar qué aminoácido debe colocarse en la proteína. •  Como el mRNA tiene 4 nucleótidos diferentes si los combinamos de 3 en 3 tenemos 4^3=64 codones diferentes. •  Pero sólo hay 20 aminoácidos diferentes, por lo tanto, algunos aminoácidos están codificados por más de un codón. El código genético es redundante o degenerado. •  Los codones que codifican para el mismo aminoácido muchas veces tienen los mismos nucleótidos en la primera y segunda posición. •  Hay 3 codones que no codifican para ningún aminoácido y se usan como señal de STOP. •  El codón AUG actúa a la vez como señal de inicio (codón de iniciación) y para especificar el aminoácido metionina (Met). Al principio si que empiezan por AUG, pero hay enzimas PROTEASAS que quitan la Metionina. Este codigo genético es muy primitivo porque en las bacterias empiezan por una variación de la Metionina=FORMIL-METIONINA, una modificación de la metionina. El neutrofilo esta preparado, tiene receptores para reconocer los péptidos que empiezan por Formil- metionina. • RNA DE TRANSFERENCIA (tRNA) • Los codones del mRNA no reconocen directamente al aminoaido que especifican. •  Existen unas moléculas adaptadoras llamadas tRNA que por un extremo ANTICODÓN se unen al codón del mRNA y por el otro al aminoacido que especifica ese codón. •  Si existen 64 codones diferentes deberían existir 64 anticodones (64 tRNAs diferentes), pero hay menos. En la especie humana sólo hay 48 tRNAs diferentes. Esto es porque: El apareamiento codón-anticodón algunas veces se realiza entre las 2 primeras bases y en la tercera hay BALANCEO DE APAREAMIETO. 2 tRNA sirven para 4 codones. Si la 3 base no es la correcta funcionana igual con ese codon. •  Hay más tRNAs que aminoácidos porque también hay más de un codón por aminoácido. • ¿Cómo se cargan los tRNA con su aminoácido? Las AMINOACIL-tRNA SINTETASAS unen covalentemente el tRNA con el aminoácido que corresponde a su anticodón en dos etapas: 1.  Formación de un aminoácido adenilado. Estas enzimas cogen el aminoacido, y le ponen adenina, ribosa y un grupo fosfato. Se activa el aminoácido con con AMP, que luego lo pierde. 2.  Formación de un énlace éster entre el grupo carboxilo del aminoacido y el grupo hidroxilo 3’ de la ribosa: Hace falta un enzima para cada aminoácido. Las enzimas por un lado reconocen el anticodon y por el otro lo unen el aminoácido con la sustancia. Aquí hay 20 enzimas, no hay balanceo, para cada anticodón necesitan un aminoácido. • SUBUNIDADES Y TIPOS DE RIBOSOMAS EN CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS Los ribososmas estan hechos de 2 subunidades: una unidad pequeña de 40S y una grande de 60S. El ribosoma cuando estan ensambladas las 2 subunidades no se suman los S, dan solo 80S. Los de eucariotas son mas grandes que los procariotas. La subunidad pequeña, es solo una molécula de RNAr de 18 S i proteinas; i la grande tiene 3 moléculas y unas 49 proteinas. Los ribosomas pueden estar en la membrana del RE o libres en el citoplasma. Solo se unen las subunidades al estar leyendo el RNAm correspondiente, sino estan disociadas. Un POLIRIBOSOMA= conjunto de ribosomas que estan leyendo la misma molécula e RNAm, hecho que puede ocurrir en el citosol o en la membrana del RE. • ¿Dónde empieza la lectura del mRNA? El sitio donde empieza la síntesis de la proteína leyéndose el mRNA es crítico porque establece el MARCO DE LECTURA. Hay 3 possibles marcos de lectura: El mRNA es leído de 5’ a 3 ’ en grupos secuenciales de 3 nucleótidos. Por tanto, la misma secuencia de nucleótidos puede leerse de 3 maneras diferentes según el marco de lectura, lo que produce también 3 secuencias de aa diferentes. De alguna forma se debe especificar cuál es el primer trio de nucleótidos para empezar leer. La síntesis proteíca comienza con un tRNA especial (tRNA INICIADOR) que lleva unido Metionina (tRNA iniciador). Este tRNA es el único que se puede unir al lugar P de la subunidad menor del ribosoma. Este tRNA iniciador junto con la subunidad menor del ribosoma se desplaza por el RNAm hasta que encuentra el codon de inicio= codón AUG y se une a él. Además son necesarios los factores eucariotas de inicio (eIF) que se unen tanto al tRNA iniciador como al mRNA Reconoce al RNAm por una capucha de 7-metil- guanosina. Solo cuando se ha formado el complejo llega la subunidad menor, se une la subunidad mayor Los mRNA de los procariotas no tienen capucha de 7- metilguanosina en e l extremo 5’ y poseen varios sitios de unión al ribosoma (en rojo) y varios codones AUG. Por eso, un mismo mRNA de procariota puede codificar para varias proteínas distintas, se dice que es POLICISTRÓNICO. Los mRNA de los eucariotas son MONOCISTRÓNICOS. Las secuencias en azul NO son intrones, son secuencias no codificantes. En las bacterias tiene varis codones AUG i vario sitios de union, puede modificar para varaias proteinas diferentes, un eucariota no. • ¿Dónde termina la lectura del mRNA? El final de la síntesis proteica ocurre cuando el ribosoma llega a uno de los codones de terminacion o de STOP (UAG, UAA, UGA). Estos codones no son reconocidos por ningún aminoacil-tRNA. Unas proteínas llamadas FACTORES DE LIBERACIÓN se unen al sitio A del ribosoma. Esta unión fuerza a la peptidil transferasa del ribosoma a catalizar la adición de una molécula de agua al peptidil- tRNA en lugar de un aminoácido. Esta reacción produce un grupo carboxilo y la liberación de la cadena proteíca, ya terminada, del ribosoma. MIMETISMO MOLECULAR: son proteinas que se pliegan en una proteina 3D parecida a un tRNA y se colocan en el lugar A, la actividad del ribosoma no puede trabajar y se une una molécula de agua, en lugar de un aminoácido y se forma el grupo carboxilo. Al añadir el agua se suelta la cadena peptídica del ribosoma y ya esta terminada. • Plegamiento de las proteínas Las proteinas para funcionar tienen que plegar tienen que adopatar una estructura 3D. Hay proteinas que por ellas mismas son capaces de plegarse por ellas mismas, de encontrar el estado más estable, de mínima energia. Hay proteinas que no son capaces de plegarse solas y necesitan la ayuda de CHAPERONAS, quee son proteinas que ayudan a hacer un plegamento correcto. Algunas proteínas comienzan a plegarse mientras son sintetizadas y otras justo al final. En el proceso de plegamiento intervienen otras proteínas citosólicas llamadas CHAPERONAS MOLECULARES. Muchas de estas chaperonas pertenecen a la família de las Hsp (heat shock proteins) porque se expresan en gran cantidad tras un choque térmico (se fabrican después de un choque térmico, para arreglar esas proteinas) (Ej: Hsp60 y Hsp70). • El sistema ubiquitina-proteosoma Las proteínas mal plegadas son “marcadas” con UBIQUITINA y degradadas por un complejo de proteasas llamado PROTEOSOMA. Las proteinas mal plegadas o las que contienen aminoácidos oxidados presentan secuencias de aa o motivos conformacionales que son reconocidos como señales de degradación por enzimas E3. La ubiquitina es una pequeña proteína de 76 aa que puede ser unida a los residuos de Lys de proteínas mal plegadas y puede actuar como señal para inducir su degradación por el PROTEOSOMA. Hacen falta 3 enzimas: E1, E2, E3. La más important es la E3 Enzima ligasa de ubiquitina, que añade diversas moléculas de ubiquitina con lisina =POLIUBIQUITINACIÓN EN LISINA. Dentro de las células hay una especie de triturador de basura=PROTEOSOMA, que son estructuras extras de proteinas; tienen forma cilíndrica y en la parte central hay la actividad proteasa. Solo entran las porteinas marcadas por ubiquitina. • Las proteínas mal plegadas pueden formar agregados que causan graves enfermedades A veces hay tantas proteinas malplegadas que la celulas las intentan marcar però no pueden hacer nada. Las proteinas malplegadas tienene un exceso de láminas beta que tienden a unir-se unas con otras, que produce problemas: enfermedades neurodegenerativas, causadas por agregados de proteinas malplecadas.