tema 6 6.1.5
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BIOLOGÍA MOLECULAR
Dr. Sigifredo Arévalo Gallegos
EL PROCESO DE LA TRADUCCIÓN
TEMA 6 – 6.1.5
Tema 6 – 6.1.5
Indice
6. Traducción.6.1 Componentes del aparato traduccional.6.1.1. RNA mensajero.6.1.2 RNA ribosomal y ribosomas.6.1.3 RNAs de transferencia.6.1.4 Aminoacil tRNA sintetetasas.6.1.5 Factores de traducción.
Tema 6 – 6.1.5
Resultados de aprendizaje
Comprender la función y las principales características de los componentes celulares y moleculares que participan en la síntesis de proteínas en bacterias y en organismos eucarióticos.
Tema 6 – 6.1.5
Errores más frecuentes• Idea: un gen, una proteína• Dar mayor o menor importancia a la
traducción dentro del dogma central • No contemplar que en diferentes sistemas
biológicos puede haber variantes en el mecanismo de traducción
• Olvidar que varios factores pueden desempeñar una función conjunta
• Confundir las funciones de cada elemento traduccional (RNAs y proteínas).
• Confusiones con diferencias de términos entre bibliografías
• Creer ribosoma = rRNA• Dificultades para usar el código genético
• Participación coordinada de:– mRNA.
– tRNA.
– Aminoácidos.
– Ribosomas.
– Factores de traducción.
– Nucleótidos trifosfato. (ATP y GTP)
– Aminoacil tRNAs.
Componentes de la maquinaria de traducciónal
Tipos de RNAs
tRNA:•Aporta los aa’s para la síntesis de proteínas
•20% del total de RNAEn citoplasma 75-95 nucleótidos
tRNA:•Aporta los aa’s para la síntesis de proteínas
•20% del total de RNAEn citoplasma 75-95 nucleótidos
rRNA: Componentes del ribosoma
75% del total de RNA
En citoplasma
rRNA: Componentes del ribosoma
75% del total de RNA
En citoplasma
mRNA: Portador de código genético para las proteínas5 % del total de RNAEn citoplasma600-3000 nucleótidos
mRNA: Portador de código genético para las proteínas5 % del total de RNAEn citoplasma600-3000 nucleótidos
hnRNA heterólogo nuclear precursor de mRNA
snRNA: pequeño nuclear procesamiento y ensamblaje del pre-mRNA
snoRNA pequeño nucleolar procesamiento y ensamblaje del rRNA
siRNA pequeño interferente Degradación de otras moléculas de RNA
miRNA microRNA inhibe la traducción del mRNA
hnRNA heterólogo nuclear precursor de mRNA
snRNA: pequeño nuclear procesamiento y ensamblaje del pre-mRNA
snoRNA pequeño nucleolar procesamiento y ensamblaje del rRNA
siRNA pequeño interferente Degradación de otras moléculas de RNA
miRNA microRNA inhibe la traducción del mRNA
ProcariotasProcariotasProcariotasProcariotas EucariotasEucariotas
Transporta la información genética transcripta desde el DNA
hacia los ribosomas para la síntesis de proteínas
mRNA
mRNAs procarióticos y eucarióticos
Procariotas Eucariotas
Se transcribe y traduce en el citosol
La traducción puede iniciar sin terminar la transcripción
Su vida media es corta (minutos)
Se transcribe y madura en el núcleo y se traduce en el citoplasma
Hay transformaciones previas para obtener un mRNA maduro
Vida media prolongada (min-horas)
Características del mRNA
tRNA
Nomenclatura de tRNA:Especificidad = tRNA Phe
tRNA´s sinónimos = tRNA Phe1, tRNA Phe2
tRNA activado = Phe-tRNA Phe1, Phe-RNA Phe2
Particularidades:
• Estructuras de hoja de trébol.
• 4 Brazos principales.
• Tienen bases adicionales.
• Las estructura de todos los tRNA son similares.
• Cada tRNA transporta un aa.
• En la célula hay de 50-70 tRNA:
– tRNA isoaceptores.
Molécula que transporta los aminoácidos al ribosoma e
interactúa con el mRNA
tRNAs
Bases modificada
s en el tRNA
Estructuras del tRNA
Estructura del splicing de un precursor de tRNA
Activación de tRNAs y apareamiento codón-anticodón
Nomenclatura de aa-tRNAs:• Valil-tRNA sintetasa.• Fenilalanil-tRNA sintetasa.• Glicil-tRNA sintetasa…….
Activación de tRNAs porAminoacil- tRNA sintetasas
Reconocimiento de tRNA por Aspartil tRNA sintetasa (AspRS) y arginil tRNA sintetasa.
Reconocimiento de un tRNA por su Aminoacil tRNA sintetasa
Actividad de hidrólisis para la edición de tRNAs
Ribosomas
• El ribosoma se compone de:
– Subunidad pequeña: • enlaza los tRNA a
los codones del mRNA.
– Subunidad grande • cataliza la
formación de los enlaces peptídicos
• El tamaño se mide en l gradiente de sacarosa, S=Svedberg
Organelos celulares donde se realiza la síntesis de proteínas, son
conjuntos de proteínas y rRNA´s
Ribosomas
Estructura general de ribosomas en bacterias y eucariótes
Localización de componentes protéicos en la subunidad ribosomal mayor de bacterias.
Se muestran los rRNAs (5S y 23S) y las proteínas (27/31)
El dominio globular de la proteína esta en la superficie del ribosoma y una región se extiende y penetra en el núcleo del rRNA del ribosoma.
Estructura de la proteína ribosomal L15 en la subunidad mayor del ribosoma bacteriano
Estructura secundaria y terciaria del rRNA 16S
Estructura de los rRNAs de la subunidad ribosomal 50S
Estructura de ribosomas bacterianos
Sitios de unión al tRNA en el ribosoma
Factores de traducción
PROCESO FACTOR FUNCIÓN
INICIACIÓN IF1 Estabiliza la subunidad 30S
IF2 Une el RNAt fmet al complejo 30S-RNAm; se une a GTP y estimula la hidrólisis
IF3 Une la subunidad 30S al RNAm; disocia a los monosomas en subunidades después de la terminación
ELONGACIÓN EF-Tu Se une a GTP; lleva al aminoacil-RNAt al sitio A del ribosoma
EF-Ts Genera EF-Tu activo
EF-G Estimula la traslocación, es dependiente de GTP
TERMINACIÓN RF1 Cataliza la liberación de la cadena polipeptídica del RNAt y disocia el complejo de traslocación; es específico de los codones de terminación UAA y UAG
RF2 Se comporta como RF1; es específico de los codones UGA y UAA
RF3 Estimula a RF1 y a RF2
Factores de traducción en bacterias
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
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.
Factores de traducción
EFTu-GDP EFtu GTP
Estructura de un factor de terminación humano (eRF1 y su homología estructural con un tRNA)
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
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
Estructura terciaria de tRNA
Activación de aminoácidos por tRNAs
Procariotas Monocistrónico Policistrónico
Eucariotas Monocistrónico
Características de mRNA
PROCESO FACTORES FUNCIÓNINICIACIÓN eIF1, eIF2,
eIF3, eIF4(complejo), eIF5 y eIF6
IF3 se une a la subunidad ribosomal pequeña y al mRNA.
IF1 Favorece el complejo de iniciación.
ELONGACIÓN EF-1α, EF-2 Permiten una correcta interacción con los sitios A y P en el ribosoma.
TERMINACIÓN RF1 y RF2 (Procariotas) y eRF2 y eRF3 (Eucariotas)
Reconocen el sitio de terminación y
Factores de traducción en bacterias