Síntesis de proteínas

Proteína y sus funciones

• componentes estructurales y funcionales básicos para la organización y el funcionamiento de la célula.

• Son polímeros formados por monómeros llamados aminoácidos.

• Están formadas por: C, H, O, N y S.

• Hay 20 aminoácidos, que se combinan para formar miles de proteínas.

Clasificación

Funciones

Estructura Proteica Todas las proteínas poseen una misma

estructura química central, que consiste en una cadena lineal de aminoácidos.

podemos distinguir cuatro niveles de estructuración en las proteínas:

Estructura Proteica

Digestión y metabolismo de las proteínas

•Las proteínas comienzan a digerirse en el estómago, donde son atacadas por la pepsina, que las divide en sustancias más simples, liberando algunos aminoácidos. En el duodeno, el jugo pancreático y posteriormente, las enzimas del jugo intestinal completan su digestión. 

•Los aminoácidos se absorben en el intestino delgado, pasan directamente a la sangre y llegan al hígado donde unos se almacenan y otros intervienen en la síntesis o producción de proteínas de diversos tejidos, formación de anticuerpos, etc.

síntesis de proteína• Proceso en el que se componen nuevas proteínas, a

partir de 20 aminoácidos esenciales.

• En este proceso, se transcribe el ADN en ARN para luego ser traducido en proteínas.

• La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular.

• El flujo de información genética sigue la secuencia :

Código genético

A G T C nucleótidos

Organizados en palabras de códigos de 3 letras se denominan CODONES.

Conjunto de codones código genético

4 clases de ARN

• Numerosas clases diferentes de ARN se combinan para dirigir la síntesis de las proteínas

ARNm

tARN

• la síntesis de proteínas comprende los siguientes pasos :

SINTESIS DE PROTEINAS:

TRANSCRIPCIÓN

T A C G A A C C G T T G C A C A T C

A U G C U U G G C A A C G U G

Transcripción:

1- Iniciación: Una ARN‑polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN.

ARNpolimerasa

T A C G A A C C G T T G C A C A T C

A U G C U U G G C A A C G U G

Transcripción:

2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil‑GTP en el extremo 5‘ con función protectora.

m-GTP

ARNpolimerasa

A U G C U C G U G

Transcripción:

3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA‑polimerasa añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado ahora ARNm precursor, se libera.

m-GTP

poliA-polimerasa

U A G

ARNm precursor

ARNmprecursor

AAAAAAAUG UAG

cola

4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las ARN‑ligasas unen los exones, formándose el ARNm maduro.

ARNmmaduro

Cabeza

Región codificadora del gen

Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador

ADN

ARNmprecursor

ARNmmaduro

AAAAAA

AAAAAAAUG UAG

AUG UAG

ATCTAC

Cabeza

Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 cola

cola

Maduración del ARNm (Visión de conjunto).

SINTESIS DE PROTEINAS:

TRADUCCIÓN

Met

1er aminoácido

ARNtAnticodón

Codón

ARNm

Subunidad menor del ribosoma

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

U A C

Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met).

5’ 3’

U G C U U A C G A U A G

(i)

Met

Subunidad menor del ribosoma

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A AU A C

Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama región aminoacil (A).

5’3’

Gln

G U UU G C U U A C G A U A G

(i)

ARNmAAAAAAAAAAA

P A

A U G C A AU A C

Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln).

5’

Gln-Met

G U UU G C U U A C G A U A G

3’

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera.

5’

U A C

Gln-Met

G U UU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del complejo ARNt-aa3

5’ 3’

Gln-Met

G U UU G CU G C U U A C G A U A G

ARNm

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys).

5’

Gln-Met

G U UU G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A C G

Cys

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys).

5’

G U UU G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A C G

Cys-Gln-Met

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu).

5’

U G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

G U U

A C G

Cys-Gln-Met(i)

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARNt3-Cys-Glu-Met en la región peptidil del ribosoma.

5’

U G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A C G

Cys-Gln-Met

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina.

5’

U G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A C G

Cys-Gln-Met

A A U

Leu

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A).

5’

U G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A C G

Cys-Gln-Met

A A U

Leu

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición

5’

U G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A C G

A A U

Leu-Cys-Gln-Met

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg).

5’

U G CU G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A A U

Leu-Cys-Gln-Met

G C U

Arg

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de finalización o de stop.

5’

U G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A A U

Arg-Leu-Cys-Gln-Met

G C U

AAAAAAAAAAA P A

A U G C A A

5’

U G C U U A C G A U A G

ARNm3’

A A U

Arg-Leu-Cys-Gln-Met

G C U

Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm.

AAAAAAAAAAA

Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma.

5’

ARNm

3’

A U G C A A U G C U U A C G A U A G

(i)

Ruta

Importancia• Los organismos vivos están compuestos y regulados

por proteínas. • La información genética es expresada a través de la

proteínas.• Sin la biosíntesis de proteínas las células morirían

puesto que este mecanismo permite la producción continua de proteínas de todo tipo.

• Sin la síntesis de proteínas no habría manifestación de los caracteres hereditarios.

Donde se da…

La síntesis de proteínas ocurre en los ribosomas que consisten en dos subunidades, una grande y una pequeña, cada una formada por rRNA y proteínas específicas.

La síntesis de proteínas ocurre en los ribosomas que consisten en dos subunidades, una grande y una pequeña, cada una formada por rRNA y proteínas específicas.

Principales Rutas

Procesos de Regulación

1) A TRAVES DEL CONTROL DE LA ESTABILIDAD DE ARNm

Longitud de su cola de poli (A)

Degrada por la exonucleasa

2) Control traduccional, mediado por hierro, de la síntesis de ferritina.

Anomalías de la ruta