Síntesis de proteínas: activación de aminoácidos, traducción y terminación

Activación de los aminoácidos

Los aminoácidos se encuentran libres en el citoplasma de la célula. Su activación consiste en la unión de cada uno de ellos a su ARNt. La característica especial de cada ARNt para poder ser reconocido por su aminoácido reside en un grupo de tres bases, el anticodón. La unión específica entre el aminoácido y su correspondiente ARNt se hace en el extremo 3' del ARNt gracias a la aminoacil-ARNt sintetasa, que da lugar a un complejo denominado aminoacil-ARNt y requiere gasto de energía en forma de ATP, que pasa a AMP + PPi. El ARNt deberá “situarse” en el lugar del ARNm en el que localice un triplete de bases, codón, complementario a su anticodón.

Inicio de la síntesis

Las subunidades ribosómicas se encuentran separadas mientras no están interviniendo en un proceso de síntesis. Cuando la molécula de ARNm llega al citoplasma con su mensaje, una subunidad ribosómica pequeña se une al extremo 5' del ARNm donde se encuentra el codón AUG iniciador de la síntesis. Este triplete es reconocido por un ARNt específico del aminoácido metionina. Una vez unido este ARNt al mensajero, se forma el complejo de iniciación. Después de haberse formado el complejo de iniciación, se acopla la subunidad grande y queda totalmente constituido el ribosoma completo.

Alargamiento o elongación de la cadena polipeptídica

En el ribosoma se distinguen el lugar P (peptidil), al que se une el primer ARNt que transporta metionina, y el lugar A (aminoacil), que se encuentra desocupado. Allí se unirá un segundo ARNt con su aminoácido correspondiente y cuyo anticodón será complementario al segundo codón.

En esta fase, los dos aminoácidos están muy próximos; el nuevo aminoácido se unirá a la metionina mediante un enlace peptídico; la metionina se incorpora al segundo aminoácido. Esta unión es catalizada por la peptidil-transferasa, que además transfiere el ARNt del lugar A al lugar P. Ahora el ribosoma se desplaza tres bases en sentido 5’→3’ (Translocación) en el ARNm, de manera que el segundo codón pasa a ocupar el lugar del primero. El siguiente codón, ahora dentro del sitio A, es ocupado por un nuevo ARNt que también aporta su correspondiente aminoácido. Otra vez se encuentran juntos dos aminoácidos; el proceso continúa hasta que se sintetiza la proteína completa. Esta fase supone gasto energético en forma de hidrólisis de un GTP en cada salto y requiere la presencia de un conjunto de moléculas reguladoras llamadas factores de alargamiento (FA).

Terminación

El proceso anterior se repite hasta que al lugar A llega un codón de terminación, que no puede ser traducido en ningún aminoácido. Entonces se produce la terminación de la síntesis. La terminación corre a cargo de los factores de terminación (FT), que ocupan el lugar A y desprenden la cadena polipeptídica. Entonces, las subunidades ribosómicas se separan, el ARNm y ARNt también, y la síntesis termina.

Estructura y Polirribosomas

A medida que se van sintetizando las proteínas, van adquiriendo la estructura secundaria y terciaria que les corresponde. Si el ARN es largo, puede ser leído por más de un ribosoma a la vez, formando un polirribosoma. Esto permite a las células sintetizar muchas copias del mismo polipéptido. En los procariotas, la traducción es simultánea a la transcripción.