Tema 5 de biología de 1er Grado en Química: ORGÁNULOS CELULARES (ribosomas y síntesis proteica)

Empezamos con los RIBOSOMAS : son orgánulos sin membrana que se hayan el citoplasma y

en los que se lleva la síntesis de las proteínas.
Tanto en el caso de las procariotas como en las eucariotas, están compuestas de dos subunidades: una grande y una pequeña.

•       En las procariotas: la subunidad grande es de 50S y la subunidad pequeña de 30S. Al conjunto forman el complejo 70S. Aquí también hay que diferenciar la presencia del ARNr 23S (en el 50S) y ARNr 16S ( en el 30S).
•      En las células eucariotas: la subunidad grande es de 60S , hay presencia de ARNr 28S, y la subunidad pequeña 40S, donde hay presencia de ARNr 18S.

Cuando están completos diferenciamos 3 zonas de unión con el ARNr, las llamadas zonas A, E, y P

E: es la región de salida

A: de aminoacil

P:  de peptidil

El ribosoma lee el ARNm en sentido del 5' al 3'

                                                             SÍNTESIS PROTEICA

Durante la síntesis de la proteinas, que se lleva a cabo en el citoplasma , se diferencias 3 etapas: iniciación, elongación y terminación

 INICIACIÓN: En las células eucariotas el aminoácido de iniciación es la metionina, y en las células procariotas la formil metionina.  Cuando el ARNt acoge a un aminoácido del citoplasma se gasta una molécula de GTP, dando lugar al aminoacil-ARNt. 

(La función de intérprete de los ARNt  ) (esto no venía en los apuntes de clase)

 Los ARNt son los verdaderos artífices de la traducción, pues se encargan de mantener las correspondencias entre los tripletes de ARNm y los aminoácidos. En cada molécula de ARNt se distinguen dos regiones distintas y separadas que les permite actuar como intérprete: la secuencia de CCA del extremo 3' y el búcle anticodón.

1) Primera adaptación: transcurre en la enzima aminoacil ARNt sintetasa. La ARNt sintetasa es una enzima que cataliza el enlace entre el grupo carboxilo (COOH) del aminoácido con el grupo hidroxilo (OH) perteneciente al ribonucleótido de adenina del extremo 3' de ARNt (secuencia CCA). En la formación de este enlace se gasta un GTP

2) La segunda adaptación trancurre dentro del ribosoma, donde los ARNt cargados con los aminoácidos se incorporan al ribosoma dentro del cual se crea un enlace peptídico entre diferentes aminoácios para dar una cadena proteíca.

Durante la traducción hacen falta dos tipos de reconocimiento para la transferencia genética:

1. El que lleva a cabo el complejo enzimático aminoacil ARNt sintetasa, cuando reúne a cada aminoácido con su correspondiente ARNt

2. Cuando el ribosoma facilita el ensamblaje de cada codón con su anticodón correspondiente

Iniciación de la síntesis de la cadena peptídica .

El primer paso de la traducción consiste en la formación del complejo de iniciación 80S, que esta formado por un ribosoma unido a un ARNm y al ARNt iniciador del aminoácido (metionina o formilmetionina).

1.      Determinadas factores de iniciacion (F1) y la energía suministrada por el GTp provocan la unión de la subunidad pequeña del ribosoma (40S) con el ARNt iniciador, cargado con el aminoácido (metionina)
2. Esta reconoce la caperuza de metil guanosina trifosfato y se une con el ARNm  en el extremo 5'.
3. La subunidad pequeña del ribosoma se desplaza por el ribosoma en sentido 5' al 3' hasta encontrar el primer codón  de iniciación AUG. En este se produce la unión del ARNt iniciador cargado, con su anticodón correspondiente UAC.
4. Se liberan los factores de iniciacion y dejan paso a la subunidad mayor al sitio P.

La secuencia Shinne-Dalgarno es complementaria a una región de la secuencia 16S presente en la subunidad pequeña, y permite colocar la región P en la secuencia AUG.

FACTORES DE INICIACIÓN QUE INTERVIENEN: 

• iF1: se une al sitio A, e impide la unión fuera del tiempo de otro aminoacil de ARNt
• iF2: se une al primer aminoacil ARNt (met) que lo transporta de forma específica al sitio P, lo que implica gasto de GTP
• iF3: se une a la subunidad pequeña del ribosoma e impide que la subunidad grande se una antes de tiempo.

(fin de la iniciación)

ELONGACIÓN:

Entra un segundo aminoacil ARNt que tiene un anticodón complementario al condón (2) del ARNm, en esto participan los factores de elongación

• TU: transporta este segundo aminoacil ARNt al sitio A, requiere gasto de E, que se presenta en forma de GTP
• TS: regenera el GDP a GTP 

Una enzima llamada peptidil transferasa (de naturaleza no proteica sino de ARN,  en las procariotas  es el ARN 23S y en las eucariotas 28S) cataliza la unión del enclace peptídico entre los aminoácidos  entre el grupo amino al aminoácido de la posición A, y grupo carbonilo del aminoácido situado en la región P.

Después del enlace :

• en el sitio A, quedan posicionados un ARNt cargado con 2 aminoácidos unidos por el antes mencionado enlace peptídico
• En el sitio P queda un ARNt descargado

Ahora se da la TRANSLOCACIÓN: desplazamiento del ribosoma a lo largo de 3 nucleotidos en dirrección al 3'. Aquí interviene el factor G y se produce un gasto de GTP. Así obtenemos que el peptidil ahora esta en el sitio P y el ARNt descargado ocupa el sitio E (de salida).

TERMINACIÓN

Este proceso dura hasta que al sitio A ( de entrada) llega un factor de terminación que no forma enlace peptídico, liberándose así la cadena peptídica (la proteína) al citoplasma.

Como resultado obtenemos , que para que se unan 2 aminoácidos (aa) se tienen que gastar 4 GTP.