SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Ó TRADUCCIÓN DEL ARNm A PROTEÍNAS

Los Ribosomas

Los ribosomas son partículas ribo-nucleo-proteicas compuestas por dos subunidades. Cada subunidad está formada por varias proteínas asociadas a moléculas de rRNA.

En el caso de los procariotas el ribosoma es de 70 S de coefi­ciente de sedimentación y las subunidades son de 30 S y 50 S. La subunidad pequeña 30 S está compuesta por el rRNA 16 S asociado a 21 proteínas (S de small: S1 a S21) en cambio la subunidad grande (50 S) está formada por los rRNA 5S y 23 S, ambos asociados a 34 proteínas denominadas L de large (L1 a L34).

En cambio en el caso de los eucariotas el ribosoma es 80 S y las subunidades son de 40 S y 60 S. La subunidad pequeña (40 S) está constituida por el rRNA 18 S y 33 proteínas, y la 60 S integrada por los rRNA 5 S/5,8 S/28 S y 49 proteínas.

Normalmente la subunidad pequeña y la grande están separadas y se asocian cuando la subunidad pequeña se une al mRNA y al primer tRNA (iniciador), recién en este momento se une la subunidad grande. Este proceso difiere un tanto dependiendo de si se trata de eucariotas o procariotas. Se describirá más detalladamente cuando hablemos de la traducción en sí y de los factores asociados que intervienen en ella.

De hecho, no solo hay un ribosoma que se asocia al mRNA sino que puede haber varios, a los que se llama polirribosomas o polisomas, que van trabajando en distintos sectores del mRNA.

Siempre los ribosomas se desplazan sobre el mRNA en dirección 5’‑ 3′, traduciendo codón a codón el marco de lectura.

El ribosoma contiene el sitio P en el que aloja al peptidil-tRNA, o sea al que porta la cadena peptídica en crecimiento, y el sitio A en que aloja al aminoacil-tRNA, o sea al que trae al próximo aminoácido que será añadido. La energía necesaria para la unión entre los aminoácidos la proporciona el mismo ribosoma y la enzima que cataliza la reacción es la peptidil transferasa, que se encarga de unir siempre el extremo carboxilo del aminoácido del peptidil-tRNA y el grupo amino del aminoácido que lleva el aminoacil-tRNA. Así se rompe el enlace que tenía el peptidil-tRNA con la cadena polipeptídica y queda libre o desacilado, quedando así la cadena polipeptídica con el nuevo aminoácido unida al aminoacil-tRNA en el sitio A, hasta que el ribosoma se traslade un codón sobre el mRNA, quedando así el ahora llamado peptidil-tRNA con la cadena en el sitio P y el sitio A vacío.

El único aminoacil-tRNA que puede entrar directamente al Sitio P, sin pasar por el sitio A previamente es el tRNA iniciador, o sea aquel que porta el aminoácido que se corresponde con el codón de inicio (AUG), es decir Metionina (Met) o Formil Metionina (fMet) según se trate de eucariotas o procariotas respectivamente.

El código del ADN o sea el código genético:

A pesar de que solo hay 20 aminoácidos, Francis Crick descubrió que el código genético se lee de a tres bases.

codigo genético con los aminoácidos y estructura de wikipedia
Fuente Wikipedia. Edited by Seth Miller User:arapacana, Original file designed and produced by: Kosi Gramatikoff User:Kosigrim, courtesy of Abgent, [Public domain] En amarillos los no polares, los verdes son polares, los ácidos son rosas y en azúl los básicos
Código Genético. Imagen de uso libre. 1ra base del codón en el circulo más pequeño. 2da base del codón en el siguiente círculo y finalmente la tercera base del codón  en el circulo más externo (varias bases distintas originan de todas maneras el mismo aminoácido
Código Genético. Imagen de uso libre. 1ra base del codón en el circulo más pequeño. 2da base del codón en el siguiente círculo y finalmente la tercera base del codón en el circulo más externo (varias bases distintas originan de todas maneras el mismo aminoácido. Finalmente los círculos más externos contienen el nombre completo de los aminoácidos de esos codones y luego abreviatura de tres letras y por último la de 1 sola letra. Por ejemplo, GGG es Glicina (Gly en tres letras o G abreviatura de un sola letra)

Se conoce la existencia de 20 aminoácidos diferentes. Sabemos también que en el mRNA hay 4 tipos de bases diferentes (A, G, C y U); por lo tanto, si la información se leyera de a una sola base sólo habría 4 tipos de aminoácidos distintos, por otro lado si se tomara la información de a dos bases, la combinación de 4 bases elevado al cuadrado, nos daría 16 tipos de aminoácidos, lo que tampoco alcanza; finalmente si las 4 bases se toman de a tres, tendríamos 64 posibles aminoácidos, o mejor dicho tenemos 64 distintos tripletes de bases, también llamados codones. Como vemos, existen muchos más codones que aminoácidos. Con el tiempo se descubrió que algunos aminoácidos están codificados por varios codones o sea que hay codones redundantes. A esto se lo llama REDUNDANCIA DEL CODIGO, o se dice que el código genético es DEGENERADO.

Varios codones un aminoacido
Varios codones un aminoácido.

Los codones están escritos con la base 5′ terminal a la izquierda por convención.

Obsérvese que la mayoría de los aminoácidos están representados por más de un codón y que la variación entre esos codones para el mismo Aa, en general es en la tercera base.

El significado de cada uno de los codones se descubrió a través de ensayos in vitro con soluciones de polinucleótidos, ribosomas, una fuente de energía y un mRNA; así se descubrió que por ejemplo el ácido poli uridílico codificaba una cadena proteica formada sólo por fenilalanina por lo tanto el codón UUU codifica para este aminoácido. Así también se encontró que 3 de los 64 codones no codifican para ningún aminoácido (UAG, UGA y UAA) y por lo tanto son codones de fin de cadena o de terminación de la síntesis proteica, también llamados codón Ámbar, Opalo y Ocre respectivamente.

Por todo esto se descubrió luego que no era necesario que hubiera 64 ARNt para cada triplete sino que existen muchos menos ya que como la tercera base del codón del mensajero es redundante, la primera base del anticodón puede aparearse de forma no usual aceptando que algunas bases se apareen en forma anormal o se cambia químicamente permitiendo que reconozcan a más de una tercera base. A esto se le llama apareamiento tipo Wobble o de titubeo.

Apareamiento tipo Wooble o apareamiento poco frecuente de los ARN (codón y anticodón)
Apareamiento tipo Wooble o apareamiento poco frecuente de los ARN (codón y anticodón). Fuente: Khan Academy

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43 comentarios sobre “SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Ó TRADUCCIÓN DEL ARNm A PROTEÍNAS

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