Biosíntesis de Proteínas

Dr. Juan E. Burdisso

Dogma central de la Biología Molecular

Núcleo celular

Repasando los Ácidos nucleicos…….

Empaquetamiento de ADN

“46 cromosomas en las células somáticas del humano, excepción células germinales (mitad del material genético)”

Grado de empaquetamiento: numero de células 1013 X 1.7 m

El GEN * Un gen es la unidad básica de la herencia, y porta la información

genética necesaria para la síntesis de una proteína (genes codificantes) o de un ARN no codificante (genes de ARN). * Un gen tiene un lugar especifico dentro del cromosoma “locus”. * En el humano hay aproximadamente 30.000 genes, estos solo representan el 10% del material genético.

Transcripción (elementos necesarios, secuencia de reconocimiento)

“Estímulos del ambiente generan la producción y/o activación de factores de transcripción capacitados para actuar a nivel nuclear,

Por ej. Hormonas tiroideas; Vit A (elementos respuestas) Fosforilación de beta catenina (proteína de las adhesiones célula-célula)

Factores de transcripción (estructuras secundarias y terciarias)

•Hélice-vuelta-hélice • Dedos de Zinc (A) • Cremallera de leucinas (B) • Hélice-bucle-hélice (C)

(A)

(B)

(C)

Biosíntesis de ARN mensajero

Pasaje de ARN maduros por los poros nucleares

RNAs necesarios para la síntesis proteica:

-RNA de transferencia (31 tipos). -RNA ribosómicos (28S;18S; 5.8S; 5S) junto a proteínas forman los ribosomas. -RNA mensajero (miles). La síntesis de estos 3 tipos distintos de RNAs requiere de distintas RNA polimerasas (I, II, III)

Estructura de los ribosomas

ETAPAS DE LA TRADUCCIÓN:

• 1. Activación del aminoácido;

• 2. Iniciación;

• 3. Elongación;

• 4. Terminación;

El código genético (degenerado) dicto que aminoácido debe ser adicionado a la cadena polipeptidica.

TRADUCCIÓN:

Terminación: EL factor de liberación (eRF) reconoce los codones sin sentido:

UAA-UAG-UGA Esta reacción requiere GTP

Primera etapa (activación del AA): ENZ+ATP+AA → ENZ-AA-AMP+PPi

Segunda etapa: ENZ-AA-AMP+ARNt → ENZ+AMP+ARNt-AA

Algunos antibióticos impiden la síntesis proteica : estreptomicina, tetraciclina; cloranfenicol, etc

POLISOMAS:

Los polisomas libres son estructuras citoplasmáticas compuestas por un ARNm sobre el cual se encuentran múltiples ribosomas traduciendo una proteína.

“La información que determina el destino postraduccional reside en la

estructura primaria de las proteínas”

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA:

• Modificación del número y estructura de genes

• Regulación de la transcripción

• Regulación post- transcripción

• Regulación a nivel de la traducción

• Regulación post-traducción

Modificación del número y estructura de genes -Perdida de genes -Amplificación de genes -Reorganización de genes - Modificaciones químicas: metilación de cisteínas en promotores.

Regulación de la transcripción - Condensación de la cromatina (metilación y acetilación de Histonas), por ej. cromosoma X inactivo en la mujer. - Elementos regulatorios, factores de transcripción: activadores y represores

Regulación post-transcripción -Splicing (procesamiento) alternativo del transcripto primario.

Regulación a nivel de la traducción -Modificaciones de los factores de iniciación de la traducción (fosforilación de Fle 2 produce su inactivación). - vida media de los ARNs, degradación por nucleasas, unión de proteínas que bloquean al ARN (P bodies).

Regulación post-traducción -Chaperonas - puentes disulfuro - cortes de la cadena polipeptidica: Proteasoma o proteasas como calpainas, caspasas), N terminal “eliminación de Met”, otros sitios. - modificación covalente: fosforilación (serina, treonina y tirosina); hidroxilación (prolina, lisina); adición de carbohidratos; lípidos; grupos prosteticos.

“Las proteínas sintetizadas en la célula tienen una vida media muy variable””

Plegado y función de las proteínas (repasando…)

SEÑALIZACIÓN DE PROTEÍNAS PARA SU DEGRADACIÓN:

La ubiquitina es una proteína presente en células eucariotas. Su principal función es marcar otras proteínas para su destrucción, proceso que se conoce como proteólisis. Varias moléculas de ubiquitina se anclan a la proteína a eliminar, esta se mueve hacia el proteasoma, donde se lleva a cabo la proteólisis. Puede marcar incluso proteínas de la membrana de la célula, por ejemplo receptores, para que sean eliminadas de la membrana.

MUTACIÓN GENÉTICA:

Corrimiento del marco de lectura

Anemia falciforme

(beta globina, Valina reemplaza a el

Ácido Glutámico).

“La célula posee sistemas de reparación frente a las mutaciones”

gen distrofina, distrofia muscular de Duchenne

sarcoma de Fwing

Aumenta o disminuye el numero de cromosomas

Trisomia del cromosama 21,

sindrome de down; Sindrome de Turner

Presencia de conjuntos adicionales de cromosomas

Talasemia

Síndrome del triple X