BIOLOGIA MOLECULAR

Dr. Sigifredo Arévalo Gallegos

EL PROCESO DE LA TRADUCCIÓN

TEMA 6.2 - 6.3

Resultados de aprendizaje

Conocer los elementos que participan y el mecanismo para la síntesis de proteínas en bacterias.

Conocer los elementos que participan y el mecanismo para la síntesis de proteínas en organismos eucarióticos.

TEMA 6.2 - 6.3

Indice

6. Traducción. 6.2. Proceso de la síntesis de proteínas en procariotes.6.3. Síntesis de proteínas en eucariótes.

TEMA 6.2-6..3

Representaciones del código genético

• Circular • Tabla

Factores Procariotes Eucariotes

IniciaciónIF1IF2-GTPIF3

eIF1aeIF2-GTPeIF3Complejo eIF4eIF5-GTPeIF6

ElongaciónEF-Tu-GTPEF-TsEF-G-GTP

EF1-GTPEF2-GTP

LiberaciónRF1RF2RF3-GTP

eRF1eRF3-GTP

Factores proteicos involucrados en la traducción

Proceso general de la traducción

Secuencias de reconocimiento para inicio de la traducción en procariotes

Iniciación de la traducción en bacterias

Alargamiento en bacterias

Regeneración de EF-Tu/GTP

Reacción de la peptidil transferasa en la subunidad 60S del ribosoma

Terminación de la traducción en bacterias

Factores Procariotes Eucariotes Función

Iniciación

IF2-GTP

IF3IF1

eIF1aeIF2-GTP

Complejo eIF4

eIF5-GTP

eIF3eIF6

Situan al aminoacil-tRNA en el sitio P

Reconocimiento y unión al RNA

Facilita la unión de la subunidad mayor

Impiden la unión de la subunidad mayor

Elongación

EF-Tu-GTP

EF-Ts

EF-G-GTP

EF1-GTP

EF1

EF2-GTP

Aporta aminoacil tRNA al sitia A

Facilita la regeneración del anterior

Factor de translocación

Liberación

RF1

RF2

RF3-GTP

eRF1

eRF3-GTP

Reconoce los codones UAA y UAG

Reconoce los codones UAA y UGA

Estimula la liberación de todos los factores

Comparación entre factores de traducción

FACTORES PROTÉICOS PARA LA INICIACIÓN EN EUCARIOTES

FACTOR FUNCIÓN

eIF1 (IF3) Reconocimiento del codón de iniciación

eIF1A

(IF1)

Facilita la unión de Met-RNAt met con la subunidad 40S

eIF2

(IF2)

Facilita la unión del Met-RNAt Met iniciador a la subunidad ribosómica 40S, dependiente de GTP

eIF2B Primer factor que se une a la subunidad 40S; facilita los pasos posteriores.

eIF3 Promueve el Met-RNAt y une el RNAm con la subunidad pequeña

eIF4A La actividad helicasa elimina la estructura secundaria del RNAm para permitir la unión de la subunidad 40S; es parte del complejo eIF4F

eIF4B Se une al RNAm; facilita el barrido del RNAm para localizar el primer AUG

eIF4E Se une al casquete 5 del RNAm; es parte del complejo eIF4F

eIF4F Une el complejo CAP de los factores eIF5, 4A, 4E y 4G

eIF4G Se une a eIF4E y a la proteína de unión de poli (A); es parte del complejo eIF4F

eIF4H Es similar al factor eIF4B

eIF5 Promueve la disociación de otros factores de inicio de la subunidad 40S, reconoce el codón de terminación

eIF5B Une las dos subunidades.

Secuencias de reconocimiento para inicio de la traducción

Sitio de inicio de la síntesis proteica

IRES = “Internal ribosome sites entry” (Kosak)

Iniciación:Iniciación:

EUCARIOTES: Síntesis de proteínas

1. Formación del complejo de preiniciación.

2. Formación del complejo de iniciación.

3. Unión del Metionil-tRNAiMet en el codon de inicio.

4. Formación del ribosoma 80S.

Elongación

1. Selección del aa-tRNA.2. Formación del enlace

peptídico.3. Translocación del

ribosoma.4. Liberación del tRNA

desacilado.

EUCARIOTES: Síntesis de proteínas

Terminación

1. Reconocimiento del codón de terminación.

2. Liberación del péptido y disociación del ribosoma.

Similitud entre tRNA y eRF1.

EUCARIOTES: Síntesis de proteínas

Estructura de un factor de terminación humano (eRF1 y su homología estructural con un tRNA)

Polisomas

Traducción simultanea de un mRNA por varios ribosomas.

Ribosomas en el citoplasma de una célula eucariótica

Circularización del mRNA• Proteína fijadora de poli A I (PABI ó PABP): Se une a la cola de

poli A y al factor eIF4G presente en el extremo 5´.

• eIF4G y eIF4E: Forman un puente entre la cola poli A y el casquete 5´ al unirse a PABI.

• Reciclaje de elementos.

Polirribosoma

Plegamiento co-traduccional de una proteína

Etapas en el plegamiento de una proteína funcional

Estructura de una proteína globular “desnaturalizada” y normal

(citocromo b562 )

Etapas del plegamiento de una proteína

El proteosoma y la degradación de proteínas

BIBLIOGRAFÍA

1.- J. Watson y cols; MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL; Benjamin/Cummings Publishing Company Inc.; USA.

2.-Benjamin Lewin; GENES; John Wiley and Sons; USA:

3.-Bruce Alberts y cols.; MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL; Garland Publishing Inc.: USA.

4.- J. Darnell y cols.; MOLECULAR CELL BIOLOGY; Scientific American Books; USA.

5.- J.M.Berg, J.L. Tymokzco and L. Stryer. Biochemestry 5a. Edición, WH Freeman and Company

http://www.biologia.arizona.edu/mendel/sets/di/03t.htmlhttp://www.biología.edu.ar/genéticahttp://www.biología.edu.ar/genéticahttp://ncbi.nlm.nih.govhttp://ncbi.nlm.nih.gov

Sitios de unión al tRNA en el ribosoma

Apareamiento de bases “no estandar” de codón-anticodón

PROCARIOTES: Síntesis de proteínas • IniciaciónIniciación

1. mRNA se une a la subunidad pequeña2. fMet-tRNA fMet se une al mRNA3. La subunidad grande se une al complejo de iniciación.

• Elongaciónn:

1. Entrega de tRNA cargado a sitio A

2. Creación del enlace peptídico

3. Translocación

• Terminación:

1. Ingreso al ribosoma de codón de terminación

2. Unión de RF al sitio A

3. Disociación

Adición de aminoácidos a proteínas nacientes

Señales de iniciación de la traducción en bacterias

Shine-Dalgarno

• Esta secuencia une el mRNA al rRNA 16S de la subunidad ribosomal 30S.

Molecular Biology: Understanding the Genetic Revolution by David P. Clark

Secuencias de reconocimiento para inicio de la traducción

Iniciación de la traducción en eucariotes

PROCARIOTAS EUCARIOTAS

RIBOSOMA Subunidad grande 50S, subunidad pequeña 30S, ribosoma completo 70S

Subunidad grande 60, subunidad pequeña 40S, ribosoma completo 80S

INICIACIÓN Tres factores de iniciación llamados 1f-1, 2, 3; el RNAt iniciador lleva f-metionina; codón de inicio AUG; la secuencia Shine-Dalgarno precede al punto de inicio en el ARNm; se une a una secuencia complementaria en la subunidad S del ribosoma

Más de diez factores de iniciación con múltiples subunidades llamadas eIF (“e” de eucariota); el RNAt iniciador transporta Metionina; el codón de comienzo AUG; ausencia de secuencia Shine-Dalgarno.

TIPO DEL CÓDIGO RNAm

Policistrónico (el RNAm codifica a menudo más de una proteína)

Monocistrónico (RNA siempre codifica una sola proteína)

ELONGACIÓN Factores de elongación denominados EF-Tu, EF-Ts y EF-G

EF-Tu y EF-Ts son reemplazados por un solo factor eEF-1;EF-G es reemplazado por el eEF2

TERMINACIÓN Tres factores liberados RF-1, 2, 3; RF-3 se une a GTP y el complejo formado estimula la unión de RF-1 y 2 al ribosoma; la hidrólisis del GTP desencadena el desempalme del complejo

Factor de liberación único, eRF, que se une al ribosoma con GTP; la hidrólisis del GTP desencadena la liberación de RF del ribosoma

Comparación de factores de traducción

PROCESO FACTORES FUNCIÓNINICIACIÓN eIF1, eIF2,

eIF3, eIF4(complejo)

eIF5 y eIF6

Seleccionan y unen el mRNA a la subunidad ribosomal pequeña y forman el complejo de iniciación.

ELONGACIÓN eEF-1α /β

eEF-2

Permiten una correcta interacción de tRNAs con los sitios A, p y E en el ribosoma.

TERMINACIÓN RF1 y RF2 (Procariotes) y eRF2 y eRF3 (Eucariotes)

Reconocen el sitio de terminación y liberan la proteína.

Factores de traducción en eucariotes

Iniciación de la traducción en eucariótes

La familia de chaperonas moleculares hsp70

Actuación secuencial de chaperonas Hsp70 y Hsp60

Proteosoma