TRADUCCIÓN

TRADUCCIÓN

Es el paso del mensaje genético del ARNm, codificado como nucleótidos, al de las proteínas, codificado como aminoácidos.Para poder pasar de un tipo de molécula a otro se precisa el código genético que relaciona los nucleótidos con los aminoácidos. Permite pasar el mensaje contenido en los genes hasta las proteínas. En el ARNm, los aminoácidos se codifican mediante los tripletes de bases.

No existe ninguna relación química entre los codones y los aminoácidos y, por tanto, los aa no pueden unirse directamente al ARNm. Por ello se necesitan las moléculas de ARNt.
Dentro de sus características están:


-Es universal y no es ambiguo
-Es degenerado. Cada aa puede estar codificado por más de un codón
-Todos los codones se leen en el ARNm en sentido 5’ -> 3'
-Carece de solapamiento

Los ARNt son los que mantienen la correspondencia entre los tripletes del ARNm y los aminoácidos de las proteínas. Depende de dos tipos de adaptaciones o reconocimientos:

• Primera adaptación: cada ARNt debe unirse de forma específica a un determinado aa, para lo que necesita la enzima aminoacil ARNt sintetasa. Uno reconoce al aminoácido y el otro reconoce el bucle o brazo D del ARNt correspondiente. La enzima cataliza la unión del grupo carboxilo (-COOH) del aa con el hidroxilo (-OH) del brazo aceptor del ARNt (extremo CCA-OH).
• Segunda adaptación: se produce en los ribosomas. Los ARNt reconocen los codones del ARNm y se unen a ellos mediante su anticodón correspondiente. Los ribosomas actúan como adaptador y la unión codón-anticodón sólo es estricta para las dos primeras bases del anticodón del ARNt. La 3ª base, la del extremo 5’, puede unirse a diferentes bases. Esto se denomina balanceo y por ello existen entre 35 y 50 ARNt diferentes.

INICIACIÓN

Consiste en la formación del complejo de iniciación 80S, formado por un ribosoma unido al ARNm y al ARNtimet. Para ello se requieren varias fases. Primero los factores de iniciación y la energía del GTP permiten la unión de la subunidad pequeña del ribosoma con el ARNti met, el complejo formado reconoce la “caperuza” del ARNm gracias a otros factores de iniciación, uniéndose al extremo 5’ del ARNm, y con la energía en forma de ATP, la subunidad pequeña del ribosoma se desplaza por el ARNm en dirección 5’>3' hasta que encuentra el codón de iniciación. El ARNtimet se une a este codón, ya que tiene el anticodón y por último los FI se liberan y se acopla la subunidad mayor, formando el complejo de iniciación que tiene tres sitios de fijación: el E, el P y el A.

La traducción comienza por el codón AUG del ARNm más cercano a la “caperuza” e inicialmente todas las cadenas peptídicas comienzan por el aa metionina, aunque luego puede ser eliminado.

ELONGACIÓN

Es el proceso por el que se sintetiza la cadena peptídica dentro del ribosoma, catalizado por la enzima peptidil transferasa. Consta de tres fases sucesivas:

• Primera fase: entrada del ARNt-aminoácido
• Segunda fase: formación del enlace peptídico
• Tercera fase: traslocación, el factor de elongación FE-2 mueve el ribosoma a los largo del ARNm. De esta manera:

-El sitio P queda ocupado por el ARNt con el dipéptido.

-El sitio A queda vacío y en espera de alojar un nuevo ARNt.

-El sitio E queda ocupado por el ARNti ya sin aa.

• Repetición de las tres fases

TERMINACIÓN

Tiene lugar cuando tras una traslocación aparece en el sitio A uno de los tres codones de terminación: UAA, UAG o UGA. Un factor proteico de terminación se une a dicho codón e impide la unión de un aminoacil-ARNt en el sitio A.

Siguiendo con la maduración postraduccional, los polipéptidos recién sintetizados no son funcionales y precisan de ciertas modificaciones. Estas son el plegamiento de las proteínas, la adición de grupos prostéticos, la modificación de algunos aminoácidos y los cortes proteolíticos.

En cuanto a la regulación de la expresión génica, los organismos han de regular su actividad metabólica en función de los estímulos que les llegan del medio. Esta regulación puede hacerse modificando la actividad enzimática o modificando la concentración de enzimas.

En eucariotas es más compleja pero en procariotas,se da en la transcripción. Utilizan proteínas reguladoras codificadas por genes reguladores y pueden actuar como controles negativos o como controles positivos. Jacob, Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa en E. coli, permitiendo establecer el modelo genético del operón que permite comprender cómo tiene lugar la regulación de la expresión génica en bacterias. Jacob y Monod recibieron en 1965 el Premio Nobel.

Un operón es grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por los mismos elementos de control (promotor y operador) y genes reguladores.Los principales elementos que lo constituyen son los siguientes:

-Los genes estructurales: llevan información para polipéptidos. Su expresión está regulada y los operones bacterianos suelen contener varios genes estructurales.
-El promotor (P): elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la ARN polimerasa para comenzar la transcripción.
-El operador (O):  otro elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la proteína reguladora.
-El gen regulador (i): secuencia de ADN que codifica para la proteína reguladora que reconoce la secuencia de la región del operador. El gen regulador está cerca de los genes estructurales del operón pero no está inmediatamente al lado.
-Proteína reguladora: proteína codificada por el gen regulador que se une a la región del operador.
-Inductor: sustrato o compuesto cuya presencia induce la expresión de los genes.

El operón lactosa es un sistema inducible que está bajo control negativo, de manera que la proteína reguladora es un represor que impide la expresión de los genes estructurales en ausencia del inductor. El inductor del sistema es la lactosa.

Los genes estructurales del operón lactosa codifican para la β-galactosidasa, que cataliza la hidrólisis de la lactosa en glucosa más galactosa; la galactósido permeasa, que transporta galactósidos al interior de la célula bacteriana; y una acetiltransferasa, que impide que se metabolicen otros galactósidos que no sean la lactosa.  En ausencia del inductor, la proteína represora se encuentra unida a la región operadora y no se transcriben los genes estructurales. En presencia del inductor, se une a la proteína reguladora que cambia su conformación y se suelta de la región operadora dejando acceso libre a la ARN-polimerasa para que se una a la región promotora y se transcriban los genes estructurales.

Como ya he mencionado, en eucariotas es más compleja y consta de cinco niveles:

• Estructura de la cromatina
• Control de la transcripción
• Control de la maduración postranscripcional
• Control de la traducción
• Control del proceso postraduccional

Fuentes: BioGeo, Libro Biología 2º Bachillerato (Bruño)