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Proceso de Traducción Celular: Etapas, Características y Diferencias

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Traducción Celular: Requerimientos y Características

Requerimientos

  • ARNm maduro como molde
  • Aminoácidos
  • Sistemas enzimáticos
  • Energía (ATP, GTP)
  • ARNt maduro
  • Ribosomas y ARNr maduro
  • Ribosomas que se van a asociar a proteínas

Características del Código Genético

  • Prácticamente universal
  • No ambiguo
  • Lectura secuencial (5' - 3')
  • Lectura no solapada
  • Única pauta de lectura
  • Codones específicos
  • Degenerado (codones sinónimos)
  • Codones con secuencias similares codifican para aminoácidos químicamente similares

Ribosomas

  • Subunidad pequeña: Alineación del ARNm e interacción con el ARNt.
  • Subunidad grande: Presenta cresta, valle, protuberancia central, valle y tallo. Cuenta con un orificio de salida para el péptido naciente y actividad GTPásica (rompe el GTP para conseguir energía en el proceso). Posee los sitios P y A.

Hipótesis del balanceo (tambaleo): Solo los dos primeros nucleótidos se reconocen con precisión, mientras que la unión del tercero es más flexible.

1) Fase de Iniciación

Unión de aminoácido a ARNt (comanda la especificidad). Unión mediada por la aminoacil-tARN sintetasa con consumo de ATP: ATP → AMP + PPi.

Diferencias entre Procariotas y Eucariotas

  • Procariotas: El codón de iniciación es AUG (formil-metionina en el primer aminoácido, luego met-tARNmet mediante formiltransferasa utilizando formil-tetrahidrofolato). ARNm policistrónico. El reconocimiento del codón iniciador se realiza mediante la secuencia de Shine-Dalgarno (primero se libera la subunidad grande y luego el factor IF-3 para permitir la entrada de la pequeña). Participan solo 3 factores de iniciación.
  • Eucariotas: El aminoácido iniciador es la metionina. ARNm monocistrónico (tARNm para elongación / tARNi para iniciación). No existen secuencias de Shine-Dalgarno. El ARNm se une al complejo de iniciación después del Met-tARN. En la iniciación participan 9 factores, haciendo el proceso mucho más complejo.

Diferencias Generales del Proceso

  1. En eucariotas hay que transcribir el ARNm y luego traducirlo; en procariotas ambos procesos ocurren simultáneamente.
  2. El inicio del proceso utiliza metionina formilada en procariotas y metionina estándar en eucariotas.
  3. El ARNm se une al complejo de iniciación después del Met-tARN en eucariotas.
  4. Ausencia de secuencias de Shine-Dalgarno en eucariotas.
  5. Diferente número de factores de iniciación (9 en eucariotas frente a 3 en procariotas).
  6. Mayor complejidad en la formación del complejo de iniciación eucariota.
  7. Las fases de elongación y terminación son idénticas en ambos dominios.

2) Fase de Elongación

El complejo de iniciación se une al ribosoma completo en presencia de GTP y ARNt unido a aminoácido.

  • Peptidil transferasa: Enzima encargada de cortar el enlace covalente y formar un enlace peptídico (el primer aminoácido siempre deja el extremo N-terminal vacíos).

3) Fase de Terminación

El proceso continúa hasta que un codón STOP se sitúa en el sitio A. En ese momento, se añaden factores de terminación (RF1, RF3 + GTP) para inducir la actividad de la peptidil-transferasa.

Modificaciones Postraduccionales

  1. Modificación de los extremos: Eliminación del grupo formilo, péptido señal, etc.
  2. Ruptura proteolítica: Corte y maduración de la proteína.
  3. Modificaciones de cadenas laterales: Hidroxilaciones, metilaciones y fosforilaciones.
  4. Adición de grupos voluminosos: Glicosilaciones y lipidaciones.
  5. Plegamiento: Adquisición de la estructura tridimensional funcional con ayuda de chaperonas.

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