Mecanismos de la Traducción Genética: Síntesis de Proteínas y Fases Ribosomales

El Proceso de Traducción Genética: Síntesis de Proteínas

La traducción es el paso fundamental en la biología molecular que convierte la información transportada por el ARNm (ARN mensajero) en una proteína funcional. La especificidad funcional de los polipéptidos reside en su secuencia lineal de aminoácidos, la cual determina su estructura primaria, secundaria y terciaria. De manera que los aminoácidos libres que hay en el citoplasma tienen que unirse para formar los polipéptidos. La secuencia lineal de aminoácidos de un polipéptido depende de la secuencia lineal de ribonucleótidos en el ARN, que a su vez está determinada por la secuencia lineal de bases nitrogenadas en el ADN.

Elementos Clave que Intervienen en la Traducción

Los elementos que intervienen en el proceso de traducción son fundamentalmente:

• Aminoácidos.
• ARNt (ARN transferente).
• Ribosomas (compuestos por ARNr o ARN ribosómico y proteínas ribosomales).
• ARNm (ARN mensajero).
• Enzimas y factores proteicos.
• Nucleótidos trifosfato (ATP, GTP).

Activación de Aminoácidos y Formación de Complejos de Transferencia

El primer paso que tiene que producirse es la activación de los aminoácidos y la formación de los complejos de transferencia. Los aminoácidos por sí solos no son capaces de reconocer los tripletes del ARNm, de manera que necesitan unirse a un ARN de pequeño tamaño (constante de sedimentación 4S) llamado ARN adaptador, ARN soluble o ARN transferente (ARNt).

Crick (1958) postuló la necesidad de la existencia de un adaptador que acoplara cada aminoácido a su correspondiente codón.

La activación de los aminoácidos para formar los complejos de transferencia es el paso previo necesario para que pueda comenzar la traducción, y consiste en la unión de cada aminoácido a su ARNt específico mediante la intervención de una enzima, la aminoacil-ARNt sintetasa, y el aporte de energía del ATP.

Fases de la Síntesis de la Cadena Polipeptídica

Una vez activados los aminoácidos y formados los complejos de transferencia (ARNt cargados con el aminoácido correspondiente), ya puede comenzar la síntesis de la cadena polipeptídica y la incorporación de los aminoácidos. En este proceso se pueden distinguir tres fases diferentes:

1. Iniciación

En la iniciación de la cadena polipeptídica intervienen:

• El primer ARNt, o ARNt iniciador de la traducción, que habitualmente es el ARNt-Formilmetionina.
• Las subunidades ribosomales.
• El ARNm.
• Enzimas.
• Los factores de iniciación: IF1, IF2 e IF3.
• Una fuente de energía como GTP.

Las subunidades ribosomales están separadas cuando no están ocupadas en la síntesis de polipéptidos. Para poder iniciar la traducción es necesario que ambas subunidades se ensamblen.

2. Elongación (Crecimiento de la Cadena)

Una vez formado el complejo de iniciación, se puede comenzar la elongación del polipéptido. La elongación o crecimiento de la cadena polipeptídica tiene lugar en esencia mediante la formación de enlaces peptídicos entre los aminoácidos sucesivos. Intervienen en este proceso:

• El peptidil-ARNt y los aminoacil-ARNt.
• Ribosomas y ARNm.
• Enzimas.
• Factores proteicos de elongación: EF-Tu, EF-Ts y EF-G.
• Fuentes de energía como GTP.

3. Terminación

La elongación avanza a lo largo del ARNm hasta que el ribosoma se encuentra con cualquiera de los siguientes tripletes de terminación o codones de fin:

• UAA
• UAG
• UGA

Además, durante la terminación intervienen los factores proteicos de terminación: RF1, RF2 y RF3. No hay ningún ARNt que reconozca a los tripletes de terminación; son los factores de terminación o liberación los que se encargan de reconocer los codones de STOP.

Funciones de los Factores de Liberación

• El factor RF1 reconoce los codones UAA y UAG.
• El factor RF2 identifica los codones UAA y UGA.
• El factor RF3 también colabora en la reacción de terminación.

Cuando el peptidil-ARNt está en el *sitio P* (Peptidil), los factores de terminación, en respuesta a la existencia de un codón de terminación en el ARNm, entran en el *sitio A* (Aminoacil). Como consecuencia, el polipéptido se libera del sitio P, las dos subunidades del ribosoma se disocian y se libera el ARNt que estaba en el sitio P. Esta reacción de terminación se lleva a cabo mediante la hidrólisis de GTP.