Transcripción, RNA, Proteínas y Chaperonas: Mecanismos y Funciones Celulares

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Transcripción del RNA

La cadena de RNA crece en sentido 5’ > 3’. Catalizada por la enzima RNA polimerasa. Utiliza como sustratos NTPs. Requiere cofactor Mg2+ o Mn2+. Es asimétrica: solo una hebra del DNA se transcribe. La formación de una molécula de RNA se inicia en un nucleótido ATP o GTP.

Similitudes con la Replicación

  • Sustrato: nucleósidos trifosfato.
  • Crecimiento dirigido por molde en dirección 5’ > 3’.
  • 3 fases: iniciación, elongación y terminación.

Diferencias con la Replicación

  • Se transcribe una pequeña fracción de todo el material genético.
  • Sólo se transcribe una hebra molde de DNA.
  • No requiere cebadores.

Características del RNA

  1. Reactividad química: El RNA, al tener el grupo 2’-OH, es mucho más reactivo químicamente que el DNA y puede ser completamente hidrolizado por un álcali.
  2. Estructura tridimensional: Las formas en doble hélice del RNA adoptan la configuración A (en lugar de la B, propia del DNA).
  3. En el RNA existen bases no comunes.
  4. Tamaño molecular: El RNA es de menor tamaño que el DNA.
  5. RNA como material genético.
  6. RNA como enzima: Algunos RNA son capaces de catalizar reacciones químicas del mismo modo que las enzimas: son las ribozimas.

Localización de las Proteínas

  1. Citosol: proteínas citosólicas (centros catalíticos).
  2. Macromoléculas: centriolos, filamentos.
  3. Núcleo: provienen del citosol.
  4. Organelas: mitocondrias y cloroplastos.
  5. Sistema retículo endotelial: RE, Ap. de Golgi, endosomas y lisosomas.
  6. Exterior de la célula.

Secuencias Señal

Secuencia N-terminal

  • No es parte de la proteína.
  • “Presenta” la proteína a la membrana.
  • Permite el ingreso de proteínas a organelas y al retículo endoplásmico.

Secuencia C-terminal

  • Permite el regreso de la proteína al Aparato de Golgi y al retículo endoplásmico.

Translocación Post-traduccional

  • Las proteínas del citosol penetran a organelas.
  • Este proceso necesita ATP.
  • Ingreso de la proteína depende del contacto de la secuencia líder con receptores.

Receptores para el transporte a través de las membranas mitocondriales

Translocasas de membrana:

  • TOM: membrana externa, consta de proteínas.
  • TIM: membrana interna, forma dos complejos.

No interactúan directamente. Ambas proporcionan:

  • Canal para la translocación.
  • Reconoce secuencias N – terminal.
  • Unión de la proteína con chaperonas en la matriz.

Translocación Co-traduccional

  • Ribosomas se asocian al retículo endoplasmático (RE).
  • Proteínas sintetizadas pasan directamente al RE.
  • Dirigida por una secuencia señal (N-terminal 15 – 30 aas).
  • Presenta una Partícula de Reconocimiento Señal (SRP): (ARN 11S y 7S y proteínas).
  • Algunas proteínas requieren de TRAM (estimular la translocación).
  • Sec 61 (Proteína transmembrana).

Funciones de la SRP

  • Se une a la secuencia señal de la proteína naciente y detiene la traducción.
  • Se une al receptor de la membrana y continua la traducción.

Dirección de las proteínas al ER

Los péptidos señales son secuencias cortas (16-30 aa) que contienen un aa cargado seguido por un grupo de 6-12 aas hidrofóbicos. Estos aas hidrofóbicos serían esenciales para la unión a un receptor presente en la membrana del ER.

Proteínas Chaperonas

Proteínas mediadoras en el ensamblaje de una proteína. Actúan impidiendo la formación de estructuras incorrectas. Las proteínas mantienen su estado no plegado. Pasa a través de la membrana en estado plegado.

Grupos de Chaperonas

Sistema “Heat shock protein” (Hsp)

  • Actúan sobre proteínas recién sintetizadas.
  • En el transporte de las proteínas.
  • En la desnaturalización.

Sistema Chaperonina

Hsp 60 y Hsp 10.

Inhibidores de la Síntesis Proteica

  • Tetraciclina: se une a la sub unidad 30S e inhibe la unión de los aminoacil-RNAs (procariotas).
  • Cloranfenicol: inhibe la actividad peptidiltransferasa de la subunidad ribosómica 50S (procariotas).
  • Cicloheximida: inhibe la actividad peptidiltransferasa de la subunidad ribosómica 60S (eucariotas).
  • Eritromicina: Se une a la subunidad 50S e inhibe la traslocación (procariotas).
  • Puromicina: Provoca la terminación prematura de la cadena por actuar como un análogo del aminoacil-tRNA (procariotas y eucariotas).
  • Estreptomicina: inhibe la iniciación y origina una lectura errónea del mRNA (procariotas).

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