Tema 6. Traducción (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Nanociencia y Nanotecnología - 2º curso
Asignatura Biologia Molecular
Año del apunte 2017
Páginas 5
Fecha de subida 17/06/2017
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TEMA 6. TRADUCCIÓN Ahora tenemos mRNA que vamos a traducir. La célula gasta el 90% de su energía en la síntesis de proteínas. La formación del enlace peptídico catalizada por el rRNA más grande no necesita ATP. Hay alrededor de unos 20000 ribosomas en un E. Coli. En humanos alrededor de 200000 por célula. En Coli la traducción tiene una velocidad de unos 20 aa/s, y tenemos unas 70 proteínas ribosomales, 20 enzimas que activarán los 20 aminoácidos, necesitamos factores de traducción en eucariotas. Estos factores también responder a la señalización celular. Procesamiento de mRNA, en eucariotas actúan enzima a parte de rRNA y RNA de transferencia. Lo primero que se hizo para entender la síntesis de las proteínas fue la hipótesis del adaptador de Crick. Tenía que haber algo (tRNA) que adaptase el mRNA con las proteínas, Se vio que los ribosomas eran el lugar de sinteiss de los proteínas, se vio como se formaban aminoacil tRNA (tRNA que van cacrgando el amionacido que les toca). S sabía que teníamos cuatro bases. Si el código genético se combinase de dos en dos solo tendríamos 16 aminoácidos, con lo cual la naturaleza tiene que usar tripletes de forma que hay 64. Necesitamos 20 y un stop (21). Esto hace que el código genético esté degenerado; hay algunos aminoácidos que tienen más de un color. Cuando hay una secuencia según donde se precise leer va a estar en una posición u otra. El problema con una mutación en un DNA codificante. Tú tienes un DNA que acabas de secuencias, como no se cuál es la cadena sentido y en cada una de ellas tengo tres posibilidades de lectura, tengo un total de 6. Para ver cuál es la real tengo una metionina (AUG en bacterias a veces encontramos una G en vez de una A) y en un punto determinado tiene que haber un stop. Codones de stop: ámbar (aquí tenía un triplete para un aminoácido determinado y se ha mutado de manera que se ha puesto el codón stop tipo ámbar, UAG. Se les llama codones sinsentido porque no hay tRNA que se les una. No codifican para proteínas), ocre y ópalo. Mecanismo de inicio En eucariotas tenemos metionina en cualquier sitio; el ribosoma se une al extremo y se mueve por mRNA hasta que llega a la primera metionina. En procariotas hasta la primera metionina hay 10 nucleótidos, si en vez de eso hay una valina, la célula siempre pondrá una metionina y ahí se colocará el ribosoma. Código genético Vemos que hay algunos aminoácidos que se corresponden con varios codones, pero por ejemplo el triptófano o la metionina solo tienen un codón. Cambios en la tercera posición normalmente darán el mismo aminoácido, en la primera pueden dar el mismo o uno parecido en cuando a hidrofobidad. Cuando la segunda posición tenemos pirimidina CU, seguramente el aminoácido es hidrofóbico, y cuando tenemos una purina será polar. Cuando tenemos una secuencia rica en CG predominan unos aminoácidos y cuando es bajo son otros. Hay una correlación entre aminoácidos y tRNA según su abundancia en la célula. Lo que se escapa es la timina, que es muy reactivo y está en centros reactivos de enzima. Hipótesis del balanceo; la tercera base pueda cambiar. Tenemos unos 30 tRNA diferentes. Cuando los codones son diferentes si son sinónimos, normalmente los puede leer todos, pero si cambiaos necesitará otro tRNA. Para colina por ejemplo nos sirve con un tRNA. La tercera posición no siempre se lee. A esos tRNA de un aminoácido se les llama trna isoceptores, porque aceptan el mismo aminoácido. A veces es necesario codificar esa tercera base. Es muy típico encontrarnos una base que no es Watson y Crick, como la inosina. Existe un desplazamiento del orden de lectura en procariotas y eucariotas; el ribosoma se encuentra con un stop, vuelve hacia atrás y crea una proteína más larga. Las aminoacil-tRNA sintetasas. Sintetasas significa que gastan ATP, las sintasas no gastan ATP. Tiene actividad catalítica y comete errores. Como tenemos un aminoacil-tRNA sintetasa por aa. No hay duplicación. Tenemos 2 clases: Clase I: Reconoce el anticodón. Clase II: Reconoce la rama aceptora. Une el anticodón pero no lo lee. No se sabe porque hay dos clases de aaRSs. Vemos que hay una cierta tendencia por cada tipo de clase por un cierto aminoácido. Lo que hacen las aaRSs es primero activar el aa uniéndolo a ATP y después lo unen a las tRNA RIBOSOMA El ribosomo es un complejo de RNA y proteína. Es una riboenzima. En verde subunidad grande; en gris la subunidad pequeña. EN la interficie entre subunidades es donde van a contactar todos los RNA-à rRNA cat, mRNA, y tRNA. Tenemos el sitio A donde se coloca el aaRSs. Luego tenemos el sitio P. El sitio E es por donde se libera el mRNA. Con lo cual el tRNA se une al mRNA, y se tiene un movimiento de A a P à necesitamos energías. El ribosoma en bacterias tiene un coeficiente de sedimentación de 70à 70S. Subunidad grande 23S rRNA, pequeña 16S. La subunidad pequeña es el que hibrida con el RNA en bacterias (RBSà Ribosoma Binding site). EN eucariotas el ribosoma es más grande à subunidad grande de 80. Tenemos un rRNA adicional, el 5.8S. Tanto en un caso como en el otro la subunidad grande es la que realiza la actividad catalítica. En la subunidad pequeña de eu. 18S no hay hibridación pero hay un reconocimiento por la proteína CAP. No hay RBS en eucariotas. INICIO DE LA TRADUCCIÓN Tenemos el codón de inicio AUG. En bacteria tenemos 2tRNAs para leer AUG: tRNA(Met) y tRNA (fmetà formilmetionin (le añade el grupo formilo)). Si scamoas un proteína de bacteria y hacemos secuencia y en el N-terminal no tenemos una metionina no significa que no la tengamos en el gen, significa que la celula la ha quitadoà la celula después de añadir el grupo formilo puede eliminar la metionina. En eucariotas también tenemos dosà tRNA (Met) y el tRNAi (el de iniciador). INICIO DE LA TRADUCCIÓN EN PROCARIOTAS Empieza con la secuencia RBS. En la secuencia -10 dentro del transcrito observamos una secuencia conservada RBS que lo que hace es hibrididad con el rRNA de la subunidad pequeña de forma que observamos. Tenemos el sitio A y P. Para que se de el princpio, en el sitio P se coloca el codón AUG. Para que ocurra esto se necesita IF-3, un factor esencial para que queden bien alineados la subunidad pequeña del rRNA con el mRNA. El IF-1 tapa el sitio A (por donde entran tRNA). El primero es el que entra por el sitio P. IF2- provoca la hidrolisi por GTP que permite la liberación de los IFs y entonces entra la subunidad grande del rRNA. Los gastos de energía para cambios conformacionales suelen ser por GTP. ELONGACIÓN EN PROCARIOTAS. Tenemos el tRNA para formilmetionina con el sitio A vacio. Por ahí entraran todos los tRNA menos el primero, que entra por P. EF-Tu permite la entrada del tRNA en el sitio A con los aa. Es una GTPasa (para cambio conformacional). EF-Tu une a la aminoacil-tRNA y más tarda lo coloca en el sitio A. A continuación se da una transpeptidación à formación del enlace peptídica catlaizada por el rRNA de la subunidad grande. El N-terminal hace un ataque nucleofílico en C-terminal (amarillo se junta con rojo) de forma que lo tenemos todo unido en el sitio A. Una vez en el A, tenemos un factor EF-G (GTPasa) que utiliza energía para la translocación (movimiento del ribosoma respecto el mRNA). Lo que se produce es un cambio al sitio correcto, el P. de forma que el tRNA que descargado sale por el sitio E. TERMINACION EN EUCARIOTAS Estos factores RF reconocen los codones STOP. Los codones STOP no son reconocidos por los tRNAs. Los codones STOP son reconocidos por unos factores proteicos RF-1, RF-2. Según el codón se une uno, el otro los dos. Imaginamos que tenemos en el sitio P . Un factor de eliminación se une a la secuecnia STOP y se provoca que el ataque nucleofílico N-terminal- Terminal, ahora se hace con una molécula de agua, que rompe al péptido unido en P del mRNA y lo libera (¿??). POLISOMAS La tasa de síntesis de proteínas es muy alta. Tenemos un polisoma, grupo de ribosomas juntos unidos al mismo mRNA. DIAPOSITIVA EXTRA Lo que es totalmente diferente en eucariotas es el inicio. Que no tenemos que tener en mente para nada. Lo que ocurre es que tenemos el CAP en el putno de reconocimiento de la proteína que reconoce el CAP y después hay una serie de factores de inicio. El mRNA eucariota es muy estable por su estructura secundaria (se autoaparea consigo misma). De los muchos factores que hay de iniciación tenemos factores helicasas. Hay un reconocimiento de las proteínas que están reconociendo CAP. La subunidad pequeña se une donde está CAP à hay un movimiento de la subunidad pequeña incluso 1000 nucleótidos hasta el primer AUG (la subunidad pequeña se mueve hasta la primera metionina). El inicio de la traducción en eucariotas es mucho más complejo. Tanto los factores de transcripción como los factores de iniciación de la traducción responden a las necesidades de la cella y se encuentra muy regulado por señalización celular. Tu puedes tener un mRNA en la fase embrionaria y muchas veces lo que ocurre, cuando tenemos la transcripción y se eliminan los intrones que hibridan con los de la fase I de forma que se limine el mRNA de la fase embrionaria anterior à silenciación. ...