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11. LA EXPRESIÓN GÉNICA:
LA TRADUCCIÓN
El paso fundamental para que los seres vivos puedan existir, vivir, pertenecer a una especie, funcionar, etc. radica en que la información genética, que es una secuencia de bases nitrogenadas encerrada en los nucleótidos del DNA, se convierta en moléculas activas capaces de fabricar materia, producir y gastar energía, hacer funcionar el metabolismo, fabricar células y tejidos, etc.;
estas moléculas están constituidas por aminoácidos,
y son las PROTEÍNAS.
La TRADUCCIÓN es el proceso de síntesis de proteínas llevado a cabo en los ribosomas, a partir de la información aportada por el RNA mensajero que es, a su vez, una copia de un gen.
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Las proteínas de los seres vivos se fabrican en los RIBOSOMAS, orgánulos celulares que se encuentran en
el citoplasma de los eucariotas, asociados al retículo endoplasmático. Los ribosomas son
nucleoproteínas, algo similar a la propia cromatina nuclear, con la particularidad de que están formados por una asociación de proteínas y un RNA especial que es el llamado RNA-ribosómico. Este RNA, como todos los RNA, se fabrica
en el núcleo celular mediante la transcripción de una región determinada de ese DNA.
El proceso de fabricación de proteínas recibe el nombre de TRADUCCIÓN,
puesto que se pasa de un lenguaje construido con bases nitrogenadas a otro construido
con aminoácidos.
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En el proceso de traducción intervienen de forma fundamental los tres
tipos más frecuentes de RNAs, cada uno con una función complementaria para llevar a cabo de forma conjunta el proceso:
- RNA-mensajero (RNA-m): es el encargado de transportar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas con el fin de que pueda ser expresada en forma de proteínas.
- RNA-ribosómico (RNA-r): forma parte esencial de las dos subunidades que constituyen los ribosomas.
- RNA-transferente (RNA-t): juega un papel fundamental transportando a los aminoácidos hasta los ribosomas en el orden correcto en que deben unirse para formar una proteína determinada, según la información genética.
Los RNA-transferentes
Los RNA-t son cadenas cortas de ribonucleótidos arrolladas en el espacio
de tal forma que se produce apareamiento entre bases complementarias que
quedan próximas. Se origina así una configuración espacial en forma de
"hoja de trébol", con cuatro brazos o bucles de RNA no apareado que cumplen
diferentes funciones:
- BRAZO ACEPTOR, formado por los extremos 3' y 5' de la cadena que se encuentran próximos. En el extremo 5' es donde se unirá el aminoácido que debe ser transportado hasta el ribosoma.
- BRAZO AMINOACIL RNA-t SINTETASA o TFIC, que interacciona con la enzima que va a unir al RNA-t con su aminoácido específico.
- BRAZO ANTICODÓN: Es el más importante porque gracias a él el RNA-t se une a un aminoácido específico, según la secuencia de cada codón del RNA-m. El anticodón es una secuencia de tres bases complementaria de un codón o triplete de bases de un RNA-m. Según cual sea el codón, entrará al proceso de traducción un RNA-t u otro diferente. Es frecuente que la tercera base del anticodón sea una base rara (pseudouridina, metil guanosina, dihidrouridina, etc.)
Elementos que intervienen en la traducción
- Aminoacil RNA-t sintetasa, translocasas, peptidasas.
- GTP, factores de iniciación y terminación.
Mecanismo
- Activación de aminoácidos: Cada RNA-t busca a su
aminoácido
específico
según el
triplete
de su anticodón y se une a él por la acción de una enzima específica
llamada aminoacil RNA-t sintetasa, que une al aminoácido con su RNA-t en el brazo aceptor, gastándose una molécula de ATP. De este modo, un gran número de transferentes se encuentran unidos a su aminoácido antes de iniciarse la traducción.
- Iniciación: El RNA-m llega hasta el ribosoma que está separado en sus dos subunidades y se une a la subunidad mayor;
a continuación se une la subunidad menor.
En los
ribosomas existen dos lugares en los que pueden caber transferentes, el llamado LUGAR P (= peptidil) y el LUGAR A (= aminoacil). El RNA-m se une de tal forma que el primer codón se coloca en el lugar P. Este primer codon siempre es el mismo en todos los RNA-m (salvo en algunas mitocondrias), es el AUG leído desde el extremo 5', que codifica para el aminoácido Metionina, con el que se inician todos los procesos de traducción celular. A continuación llega hasta
ese lugar P un RNA-t con el aminoácido Metionina, y al lugar A llega otro RNA-t con el siguiente aminoácido que corresponda, según las bases del segundo triplete. En ese momento una enzima une ambos aminoácidos mediante un enlace peptídico y todo el complejo se desplaza un lugar hacia el primer codón, de tal manera que ahora el dipéptido se coloca en el lugar
P (peptidil) y queda libre el lugar
A (aminoacil).
- Elongación: Al quedar libre el lugar aminoacil se acerca un nuevo RNA-t, según la secuencia de su anticodón, trayendo un nuevo aminoácido, volviendo a crearse un enlace peptídico y repitiéndose el desplazamiento del complejo. Estos procesos se repiten siempre que el codón que aparece en el lugar A tenga sentido.
- Terminación de la cadena polipeptídica: En un momento determinado puede aparecer en el lugar A uno de los codones sin sentido o de terminación, con lo que no entrará ningún nuevo RNA-t y el péptido estará acabado, desprendiéndose del anterior RNA-t y liberándose al citoplasma al tiempo que los ribosomas quedan preparados para iniciar una nueva traducción.
La nueva cadena va adquiriendo su estructura secundaria y terciaria a la vez que se va formando, de tal manera que al finalizar ya tiene su conformación. En ocasiones la proteína
no es todavía funcional y debe ser procesada, añadiéndole algo, recortándole algo o, incluso,
debe unirse a otros péptidos para adquirir estructura cuaternaria.
En esta dirección de
Molecular Biology Notebook puedes ver una animación sencilla de la traducción.
(Contiene vídeo)
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