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Los aminoácidos escenciales son aquellos que deben ser incorporados necesariamete en la dieta, dado
que la célula es incapaz de sintetizar: treonina, metionina, lisina, valina, leucina, isoleucina, histidina,
fenilalanina, triptófano.
Código genético
El código genético proporciona las reglas de correspondencia del lenguaje de aminoácidos y de
nucleótidos.
Vemos en rosa los aminoácidos.
Degenerado o redundante: existen codones que son entre si sinónimos, es decir, un mismo aminoácido
está determinado por más de un condón.
Universal: cada codón se lee de la misma forma en todas las células, a excepción de las mitocondrias.
Metionina y triptófano están determinados por un único codón.
ARNmm
En el ARNmm existen secuencias nucleotídicas que no se traducen en la proteína denominadas
regiones no codificantes 5’ y 3’ y son proteínas. Las únicas regiones que se traducen son las
correspondientes a región codificante.
Región no codificante 5’: CBP (proteína de unión al capuchón).
Región no codificante 3’: PAB (proteínas de unión al poli A, que es la adhesión de 200 nucleótidos de
adenina) que se unirán a los respectivos extremos.
ARNt
Se sintetiza en forma de una molécula precursora y luego se procesa que no involucra un
espliceosoma, durante este proceso se elimina un único intrón.
El ARNt se pliega y adquiere una forma tridimensional con aspecto de L mayúscula.
Los únicos codones que no son reconocidos por los ARNt son los codones de terminación.
Su forma características se debe al plegamiento de sus cadenas complementarias mediante enlaces
Puente de Hidrógeno. También tenemos bases raras porque son modificadas post-transcripción, si
bien todos los aminoácidos sufren ediciones post-transcripcionales en sus bases nitrogenadas estas son
poco comunes.
Extremo 3’
El triplete AAA es reemplazado por el ACC, allí cargará los aminoácidos y los llevara a los ribosomas.
Asa variable
Su longitud es variable.
Asa anticodón
Es el responsable de establecer contacto con cada uno de los codones que se leen en el ribosoma, a
través de la complementariedad de bases que forma el anticodón del ARNt y el triplete de los codones
del ARNm que está siendo leído.
Asa T
Predominio de ribotimidina, porque se le
agregan grupos metilo (la timina es un
uracilo metilado), entonces se denominan
ribotimidina porque están en el ARN.
También hay seudoridina.
Asa D
Hay reducciones de uracilo, denominado
dihidrouridinas.
Cuando un ARNt toma un aminoácido y lo lleva en respuesta a un codón que se está leyendo en el
ribosoma, primero necesita que el aminoácido interaccione con un ATP para activar el aminoácido.
Las enzimas aminoacil-ARNtranfer sintetasas serán las responsables de catalizar la unión de un
aminoácido al extremo 3’. Cuando tenemos un ARNt unido a un aminoácido, se lo denomina
aminoacil-ARNtranfer.
El aminoácido interacciona con la molécula de ATP, se pierden 2 grupos fosfato, al interaccionar el
ATP con el aminoácido obtenemos un denominado intermediario Aminoacil-AMP. Entonces el
aminoácido queda unido a un grupo fosfato y se forma el Aminoacil-AMP, y es transferido al extremo
3’ del ARNt. La energía que aporta el aminoácido queda almacenada en la unión al ARNt, será
utilizada cuando se formen los enlaces peptídicos durante la síntesis de proteínas.
Existen 20 enzimas Aminoacil-ARNtransfer sintetasas una por cada aminoácido esencial y se
nombran igual con el aminoácido adelante, ejemplo, triptofanil ARNt sintetasa.
La energía proporcionada por la hidrolisis del ATP queda retenida en un enlace de alta energía, entre
el aminoácido y la adenina del extremo 3’ del ARNt.
Con la participación de la ARN-sintetasas se produce la formación del ARN transfer.
ARNr
Las subunidades ribosomales menor de 40S y mayor de 60S se sintetizan en la porción granular del
nucléolo pero la unión de las subunidades ocurre en el citosol o en las membranas del RER. La unión
de las subunidades menores y mayores de los ARNr se produce cuando deben leer un ARNm. Los
ribosomas son heterogéneos porque sus subunidades y sus proteínas sufren modificaciones post-
transcripcionales.
La subunidad ribosómica menor se desplaza en sentido 5’ a 3’ hasta encontrar el codón de iniciación.
Cualquier error en este proceso lleva la incorrecta síntesis proteica, es decir, a un incorrecto
establecimiento del marco de lectura.
Cuando el ribosoma está completo se identifican 3
sitios. Los ARNt van pasando desde A a P, y desde
allí a E.
Sitio A o aminoacídico: los ARNt ingresan por aquí, excepto el ARN transfer iniciador (que carga
metionina) que ingresa directamente por el sitio P.
Sitio P o peptídico: el único Aminoacil-ARN transfer iniciador (que carga metionina) que ingresa por
aquí.
Sitio E (exit): sitio de salida de un ARNt.
Traducción o síntesis de proteínas
Los nucleótidos del ARNmm se leen de a 3, es decir, triplete por triplete en dirección 5’ que
corresponderá con el extremo amino terminal de la proteína a 3’ que corresponderá con el extremo
carboxilo terminal.
Iniciación
Mediada por factores de iniciación (IF) de naturaleza proteica.
La metionina con la que se inicia la mayoría de las veces es escindida (cortada) post-traduccion.
Necesitamos: ribosoma, ARNm y ARN
transfer iniciador.
Tenemos la subunidad ribosómica menor
(verde en inferior) asociada a IF1A, IF3 e
IF1.
Tenemos el aminoacil ARN transfer (lila)
cargando la metionina por lo tanto es un
metionil ARN transfer que será el
iniciador, está unido al IF2 con GTP.
El ARNm (celeste) es abordado por IF4E
que interacciona con el CAP, IF4G
interacción las proteínas que se unen a la
Poli A, IF4A y IF4B.
Diapositiva 29
La subunidad ribosómica menor y el metionil ARN transfer abordan el ARNm desde su extremo 5’ y
comienzan a desplazarse y se detienen en el primer codón AUG y se corresponde con el sitio P. este
GTP se hidroliza y pasa a ser GDP y muchos de los factores de iniciación se disocian.
Diapositiva 30
La subunidad ribosómica mayor es traída por un factor de iniciación, cuando se une a la menor
tenemos el ribosoma completo. Una vez que todo está en su lugar finaliza la iniciación.
Elongación
Mediada por factores de elongación (EF) de naturaleza proteica.
Lectura sucesiva de cada codón, el sitio A recibe cada uno de los Aminoacil ARN transfer que lleguen
en respuesta a cada uno de los codones del ARNm.
Diapositiva 31 y 32
Cada Aminoacil ARN transfer es traído por un factor de elongación, estos al igual que los de
iniciación también requieren GTP. Por cada aminoácido incorporado se hidroliza una molécula de
GTP. Los factores pueden volver a ser utilizados pero debe volver a cargar GTP.
Llego un Aminoacil ARN transfer al sitio A, este se unirá a la metionina mediante un enlace peptídico
entre 2 aminoácidos. La energía para este enlace se saca del enlace entre el aminoácido y el ARN
transfer que almacena energía cuando se unió a él. El enlace peptídico es catalizado por un elemento
de la subunidad ribosómica mayor, uno de sus ARN ribosomales (no es un proteína).
Para pasar a la lectura del 3er codón el metionil ARN transfer debe pasar al sitio E y el 2do
aminoácido debe pasa al sitio P. El ARNt que esté en el sitio P abandona el sitio e ingresa un nuevo
Aminoacil al sitio A y el proceso continúa.
Finalización
Mediada por factores de terminación (eRF) de naturaleza proteica.
Diapositiva 33
Cuando el ribosoma, el sitio A, llega a un codón de finalización de la síntesis proteica. Este codón no es
reconocido por un ARNt, sino por un factor de terminación de la síntesis proteica que se une al sitio
A.
En el sitio P tenemos el último Aminoacil ARN transfer que ingresó y lleva el péptido en formación.
Diapositiva 34
Luego el factor de terminación del sitio A pasa al P y el sitio A recibe el factor de terminación III y se
vuelve a hidrolizar una molécula de GTP.
Diapositiva 35
Finalmente el proceso se completa cuando el péptido se libera del ribosoma completo y todo se
desarma, el ribosoma vuelve a disociarse. El ARNm puede volver a ser abordado por otros ribosomas
completos a partir del extremo 5´ y se podrá formar una molécula más de esa proteína.
Proteínas sintetizadas sólo el citosol
La lectura de todos los ARNm comienza en el citosol, en algunos casos se completa en el RER.
Proteínas solubles en el citosol.
Proteínas ubicadas en el nucleoplasma
Proteínas mitocondriales (algunas de estas se sintetizan en la matriz mitocondrial).
Proteínas que componen matriz mitocondrial, es decir, enzimas oxidativas en el lumen de los
peroxisomas.
Proteínas sintetizadas en ribosomas adheridos al RER
La lectura del ARNm es inhibida transitoriamente y es transportado al RER, el ribosoma a través de
la subunidad ribosómica mayor se adhiere a la membrana de la cisterna del RER.
Proteínas que serán exportadas
Proteínas de MP
Proteínas del sistema de endomembranas
Proteínas de la membrana del peroxisoma
Diapositiva 42
Para que el ARNm se termine de sintetizar en el RER debe recibir una péptido-señal (rojo), estas
generalmente se ubican en el extremo de la proteína. Cuando un ARNm es leído para ribosomas libres
y codifica por ejemplo para una proteína de membrana, esa proteína tiene una péptido-señal. Cuando
ese péptido señal se traduce (15 aminoácidos) le indica a la célula que la lectura del ARNm (celeste)
debe terminar en la cisterna del RER. La traducción se inhibe.
La subunidad mayor (naranja claro) se une a la membrana del RER porque es reconocida por
receptores para las riboforinas I y II expresados en esa membrana. A través del translocom se forma
la proteína y se transporta a la luz de la cisterna (gris). Receptor para la partícula de reconocimiento
de la señal (azul) y esta última es la responsable de unirse a la péptida señal.
La partícula de reconocimiento de la señal (naranja) es una ribonucleoproteína (ARN citoplasmático
pequeño no codificante unido a 6 proteínas), esta se une al péptido señal e inhibe la traducción en el
ribosoma libre. Cuando llegan al RER la inhibición termina y continúa la lectura del ARNm.
Diapositiva 43
Algunas proteínas se quedan en el RER, en su luz o se insertan en la membrana. La proteína (verde)
pasa por el translocom (celeste) y su péptida-señal (rojo) es cortado por una peptidasa señal
(amarillo), se degrada en sus aminoácidos que pueden usarse en la síntesis o traducción de otra
proteína. Esta proteína puede ir al Golgi o quedarse en el RER.
Diapositiva 44
En este caso la proteína (verde) tiene una segunda señal (naranja claro). La péptido-señal es cortado
por la peptidasa señal. Continúa la translocación de la proteína y cuando aparece la señal de STOP la
translocación se detiene y la proteína se inserta en la membrana de la cisterna del RER. Termina
siendo una proteína transmembrana, las proteínas pueden atravesarla una o más veces la membrana.
Diapositiva 45
En la proteína hay una péptido señal (roja) ubicada en vez de en un extremo en el medio de la
proteína. Esta actúa como péptido señal y como señal de STOP de la translocación. La proteína queda
insertada en la membrana de la cisterna del RER.
Diapositiva 46
Puede ocurrir que una proteína tenga una señal de STOP y una péptido señal en el medio, en ese caso
tendremos una proteína que atraviesa 2 veces la membrana de la cisterna del RER.
RER
Fosforilación
En el RER además de la síntesis de proteínas ocurren modificaciones post-traduccionales en la
secuencia de aminoácidos, es decir, agregado de grupos químicos a algunos aminoácidos.
Diapositiva 53
Es catalizada por una kinasa (toda proteína enzimática que transfiere un grupo fosfato a una
proteína), dado que en la mayor parte de los casos la fosforilación de una proteína determina su
activación, cuando el grupo fosfato se elimina lo hace na fosfatasa. La proteína que perdió ese grupo
se inactiva, en algunas excepciones la fosforilación de una proteína implica su inactivación.
Glicosilación de proteínas
Diapositiva 57
N- glicosilación: H de Carbono se une al grupo amino de una asparagina. Comienza en el RER y
termina en el Aparato de Golgi. El dolicolfosfato (fosfolípido doble exclusivo del RER) tiene unido un
oligosacárido preformado que tiene 14 monosacáridos de glucosa, manosa y N-acetil-glicosamina. Este
oligosacárido es transferido al grupo amino de la asparagina y así comienza el proceso de N-
glicosilación.
O- glicosilación: H de Carbono se une al hidroxilo de una treonina o cerina. Ocurre en el Aparato de
Golgi.
Anclaje de lípidos
Diapositiva 54
Pueden unirse ácidos grasos a la proteína, permite insertarse en la MP o en otra membrana del
sistema de endomembranas.
N-miristoilación (grupo miristoileo, acido grado de 14 átomos de carbono o C14): se une a un residuo
aminoacídico de glicina, obtenemos proteína milistoilada.
Prenilación (grupo farnesilo C15): se une a un residuo aminoacídico de cisteína.
Palmitoilación (grupo palmitilo C16): se une a un residuo aminoacídico de cisteína.
Adición de glicolípido: se forma el anclaje GPI.
Plegamiento
Diapositiva 48
Plegamiento de proteínas: una vez sintetizada adquiere una configuración espacial determinada que
permite que cumpla su función correcta.
Para plegarse la proteína necesita de chaperonas (proteínas).
Diapositiva 49
El RER también sintetiza la mayoría de las proteínas mitocondriales.
Control de calidad
Diapositiva 59
E1: activadora de ubiquitina.
E2: enzima conjugadora de ubiquitina (hay 30).
E3: ligasa de ubiquitina (hay cientos).
Censa el plegamiento de la proteína, si es incorrecto no puede cumplir adecuadamente su función, de
manera que el RER la marca para ser degradada. En el citosol la proteína se une a varias ubiquitina
(proteína pequeña) mediante E1, E2 y E3. Esta es la marca que la célula reconoce para su
degradación en el proteosoma es una organela no membranosa al igual que el centrosoma celular (no
es organela de membrana ni microtubular). Este es un agregado de proteínas que actúan como
proteasas y degradan a aminoácidos reutilizables.
Procesamiento de Pre- y Pro-Hormonas
Diapositiva 51
La insulina se sintetiza en forma de una molécula precursora, Pre-Pro hormona, más grande que
luego se procesa, transformándose en una madura capaz de cumplir su función. Su procesamiento lo
lleva a cabo en forma conjunta el RER y Aparato de Golgi.
Diapositiva 52
Una de las modificaciones en el RER es la formación de puentes disulfuro, ocurre cuando en una
cadena de aminoácidos hay 2 residuos del aminoácido cisteína ubicados próximos entre sí.
S12 Mitosis y Meiosis.docx
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