TEMA 07: Síntesi de proteinas (transcripción y traducción) (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Biologia
Año del apunte 2017
Páginas 4
Fecha de subida 13/06/2017
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Aloma Riera Rodríguez Biología TEMA 7: SÍNTESIS DE PROTEÍNAS (TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN) TRANSCRIPCIÓN En un gen dado sólo una de las dos cadenas de ADN (la cadena molde) actúa como molde para la transcripción. La ARN polimerasa es un catalizador de la transcripción. Tiene tres pasos: iniciación, elongación y terminación.
PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN INICIACIÓN Requiere un promotor (secuencia determinada de ADN) al cual se une la ARN polimerasa. Parte del promotor es el sitio de iniciación, donde comienza la transcripción. Los grupos de nucleótidos “corriente arroba” desde el sitio de la iniciación ayudan al enzima a unirse.
Promotor → secuencia específica en el ADN que lee en una dirección en particular, orienta la ARN polimerasa y así la “dirige” a la cadena correcta que tiene que usar como molde. Estos determinan como debe leerse una secuencia de palabras de una oración.
ELONGACIÓN La ARN polimerasa no requiere cebador, desenrolla en el ADN unos 10 pares de bases, lee la cadena de molde de 3’ a 5’ y construye la cadena de ARN al adicionar nucleótidos al extremo 3’.
TERMINACIÓN Secuencias de bases particulares especifican la terminación (en qué punto se detiene la transcripción), el transcrito de ARN se separa del ADN molde.
Las procariotas no tienen envoltura nuclear y pueden tener ribosomas cerca del cromosoma, la traducción suele comenzar cerca del extremo 5’ del ARNm antes de que se complete la transcripción. En cambio, en las eucariotas existe una separación espacial entre la transcripción (núcleo) y la traducción (citoplasma), el ARNm debe ser “procesado” antes de ser traducido.
EN EUCARIOTAS Para que se produzca la transcripción una proteína debe unirse a la caja TATA sobre el promotor y otros factores de transcripción deben ensamblarse sobre dicha proteína, antes de que la ARN polimerasa pueda unirse al promotor. El conjunto de los factores de transcripción y la ARN polimerasa II unida a un promotor se denomina complejo de iniciación de transcripción.
Una serie de enzimas del núcleo modifican el pre-ARNm antes de que el mensaje genético se envíe al citoplasma, durante el procesado se alteran los dos extremos del transcrito. Cada extremo es modificado de una forma, el extremo 5’ recibe una caperuza de nucleóticos modificados. Al extremo 3’ se añade una cola poly-A. Estas modificaciones tienen diversas funciones: facilitar la exportación al citoplasma del ARNm, protegen el ARNm de enzimas hidrolíticos y ayudan a los ribosomas a que se unan al extremo 5’ “CORTE Y EMPALME” DEL ARNm Además, generalmente algunas partes internas de la molécula se acorta y elimina y con los otros trozos se realizan empalmes “corte y empalme”. La mayoría de sus genes y sus transcritos tienen regiones de nucleótidos no codificantes situadas entre las regiones codificantes, las regiones no codificantes se denominan intrones y las otras regiones exones porque pueden llegar a expresarse generalmente dando lugar a un polipéptido. Esta técnica elimina los intrones y junta exones, creando una molécula de ARNm con una secuencia codificante continua.
Hay que tener en cuenta la importancia de los intrones, ya que algunos genes pueden codificar más de un tipo de polipéptido, dependiendo de qué fragmento sea tratado como exón durante el splicing. Estas variaciones se conocen como splicing alternativo. Debido a esta técnica el no de proteínas que un organismo puede producir es mayor que su no de genes.
Ribozimas → moléculas de ARN catalíticas que funcionan como enzimas que pueden escindir el ARN, su descubrimiento hizo abandonar la idea obsoleta de que todos los catalizadores biológicos eran proteínas.
TRADUCCIÓN La traducción es un proceso metabólico muy complejo consistente en la síntesis de proteínas de acuerdo con las instrucciones contenidas en el ARNm.
ELEMENTOS IMPLICADOS Los elementos implicados en este proceso son: información (ARNm), la “molécula adaptadora” propuesta por Crick que uniera a la vez nucleótidos y aminoácidos (ARNt), los aminoácidos en forma químicamente reactiva, los enzimas que catalicen la reacción, el código para traducir el lenguaje de la secuencia de nucleótidos en secuencia de aminoácidos (código genético) y los ribosomas.
CÓDIGO GENÉTICO El código genético es la relación entre la secuencia de bases en el ARNm y la secuencia de aminoácidos en la proteína, son tripletes de bases nucleótidas de ARNm (codones). El código es redundante (degenerado), pero no ambiguo. Presenta codones correspondientes a los 20 aminoácidos específicos, pero también codones de iniciación y de finalización. Los codones deben leerse en el marco de lectura correcto para que den lugar al polipéptido especificado.
ARN DE TRANSFERENCIA No son todos iguales, hay al menos 20 tipos diferentes, uno para cada aminoácido. Este tipo de ARN se encarga de llevan cargado un aminoácido, de asociarse con moléculas de ARNm e interactuar con ribosomas.
Consta de una hebra simple, unos 80 nucleótidos, establece puentes de hidrógeno dentro de la hebra, una secuencia de tres es una base complementaria antiparalela al codón (anticodón) y es sitio de unión para los aminoácidos es siempre CCA.
ENZIMAS Y AMINOÁCIDOS Los enzimas de activación conectan los ARNt y los aa apropiados, el sitio activo de enzima reconoce de forma específica el aa y el ARNt (su tasa de error es muy baja). La reacción tiene lugar en dos fases: primero se activa el aa (Consumo de ATP) y después reacciona el aa activado con el ARNt correcto.
RIBOSOMAS Estos facilitan el acoplamiento específico de los anticodones del ARNt con los codones del ARNm para la síntesis de proteínas, constan de dos subunidades, compuestos de proteínas y ARN, cuando no están activos traduciendo están como subunidades separadas y se aseguran de que las interacciones ARNm-ARNt son las correctas. El ARNr de la subunidad menor valida la interacción.
Existen diferencias entre procariotas y eucariota, los cloroplastos y mitocondrias tienen ribosomas con características de los dos procariotas. En la subunidad grande tiene 3 sitios de unión (salida, polipéptido y aminoácido).
PROCESO DE TRADUCCIÓN INICIACIÓN Formación del complejo de iniciación, el ARNt “cargado” con primer aminoácido de la cadena, en la subunidad menor del ribosoma y participa el ARNm. El codón de iniciación de los ARNm siempre es AUG. El primer aminoácido siempre es la metionina que después puede ser eliminada de la proteína sintetizada. Una vez unido el ARNt que lleva la metionina con el ARNm se une a subunidad mayor del ribosoma y el ARNt con la metionina está en el sitio P.
ELONGACIÓN Un ARNt cargado con el segundo aminoácido cuyo anticodón es complementario con el codón del ARNm ingresa en el sitio A abierto de la subunidad mayor. Ésta cataliza dos reacciones, se rompe el enlace del aminoácido del ARNt del sitio P y su aminoácido. Y se cataliza la formación de un enlace peptídico entre la metionina y el que está unido al ARNt del sitio A.
Una vez el primer ARNt libera su metionina se mueve al sitio E y luego se disocia del ribosoma, volviendo al citosol donde se carga con otra metionina. El segundo ARNt se mueve del sitio A al sitio P. Reconocimiento, formación del enlace y translocación gracias de unas proteínas denominadas factores de elongación.
TERMINACIÓN La elongación finaliza cuando un codón de terminación ingresa en el sitio A, no codifica ningún aminoácido ni unen ningún ARNt. Unen una proteína, lo que permite la hidrolisis del enlace entre el ARNt y la cadena peptídica del sitio P, el polipéptido se separa del ribosoma al igual que el ARNm y cada una de las subunidades.
Poliribosomas → varios ribosomas pueden traducir en el mismo ARNm formando un poliribosoma. Estos permiten a la célula sintetizar muchas copias de un polipéptido muy rápidamente.
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