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TRADUCCIÓN Trasnp 2) La traducción es el proceso de síntesis de proteínas en forma específica a partir de la secuencia que tienen el RNA mensajero. Las proteínas se sintetizan a partir de AA y los AA en las proteínas forman lo que se llama uniones peptídicas. En las cuales reacciona el extremo carboxilo de lo que sería el primer AA de la proteína, para formar el dipéptido, el extremo carboxilo del primer AA con el extremo amino del segundo AA. Se pierde agua en la reacción y se forma lo que se llama la unión peptídica. Definimos entonces en una proteína un extremo amino terminal y un extremo carboxilo terminal. La síntesis de proteínas ocurre en sentido amino carboxilo, es decir que el primer AA a la proteína es el extremo amino terminal y el último AA incorporado constituye el extremo carboxilo terminal. Transp 3) A partir de lo que se denomina codones. Los codones son tripletes de nucleótidos, que se leen en sentido 5’-3’, y cada combinación de tres nucleótidos indica un determinado AA. Este código que permite traducir la secuencia de nucleótidos a secuencia de proteínas es lo que se llama el código genético. Se dice que es universal porque todos los organismos siguen el mismo código. O sea, en todos los organismos un determinado triplete un determinado codón indica un determinado AA. Se dice también que es degenerado porque varios codones diferentes pueden codificar un mismo AA. Lo contrario no es cierto, un codón determinado no puede codificar más de un AA diferente. ¿Qué quiere decir esto? Si yo conozco la secuencia de DNA puedo saber inmediatamente que secuencias de AA codifica. Ahora si yo conozco la secuencia de una proteína no puedo saber exactamente con que secuencia de DNA o RNA esta codificada. Hay AA que están codificados por un único codón, son dos nomás, es la metionina que está codificada por AUG y el triptófano que está codificado por UGG. Otros AA están codificados por dos codones diferentes o por cuatro codones diferentes y algunos por seis codones diferentes. En general, y en los casos que son codificados por dos o cuatro codones diferentes, los distintos codones difieren en el último nucleótido, en la tercera posición. Hay 64 codones posibles y de estos 61 codifican AA y los tres codones que no codifican AA son UAA, UAG y UGA y son los que se denominan codones de terminación. Porque cuando están presentes estos codones la síntesis de la proteína termina allí. O sea, el último AA de la proteína es el indicado por el codón inmediatamente anterior al codón de terminación o codón STOP. Transp 4 y 5) Estos codones se leen en sentido 5’-3’ a su vez el codón de metionina que es AUG y además de codificar el AA metionina es lo que se llama un codón de iniciación. En general la traducción empieza en un codón AUG, por eso casi siempre el primer AA incorporado a la proteína es una metionina. Hay distinto RNA que participan del proceso de traducción, por un lado está el RNA mensajero que es el que tiene la secuencia codificante para la proteína y por otro lado están los RNA ribosomales que forman parte de los ribosomas, que son las estructuras encargadas del proceso de traducción y los RNA de transferencia que son los encargados de llevar los AA al sitio correcto reconociendo los codones para incorporar el AA adecuado. Los RNA mensajeros tienen esta estructura, o sea, tienen una región codificante que está enmarcada entre un codón de iniciación AUG y un codón de terminación. El codón de iniciación está hacia el extremo 5´ y el codón de terminación hacia el extremo 3’. Por lo tanto la secuencia de codones se lee de a tres nucleótidos a partir del codón de iniciación. A partir de allí se leen los codones en forma consecutiva y eso indica los distintos AA que va a contener la proteína codificada hasta llegar al primer codón de

terminación, terminando allí la síntesis de la proteína. La síntesis dijimos se da en sentido amino carboxilo y se lee en el RNA en el sentido 5’-3’. Por fuera de esa región codificante, entre la región enmarcada por el codón de iniciación y el codón de terminación, a menudo el RNA continúa, o sea, que definimos en los RNA mensajeros una región 5’ no codificante y una región 3’ no codificante. Donde empieza va a depender sobre todo del sitio de inicio de la transcripción y donde termina va a depender en donde se agregue la cola de Poli A. Esta estructura es típica de un mRNA Eucariota. Los mRNA Eucariotas, por lo general, codifican una única proteína, tienen un solo marco una sola región codificante. Transp 6) A diferencia de ellos, los mRNA Procariotas suelen codificar mas de una proteína. Se acuerdan del caso del operón lac que tenía tres genes diferentes, el lac Z, el lac Y, y el lac A. A partir de eso tres genes diferentes, recuerden que había un único promotor que generaba un único mRNA que va a codificar las tres proteínas. ¿Cómo suelen estar arregladas estas regiones codificantes? tienen una región 5’ no codificante, tienen la región codificante para la primer proteína, suele haber una secuencia espaciadora no codificante y tiene de nuevo una región codificante para la segunda proteína. O sea que hay, un codón de iniciación, un codón de terminación, otro codón de iniciación y otro codón de terminación. Esto es típico de los mRNA Procariotas y se dice que son policistrónicos que codifican más de una proteína, tienen más de una región codificante. Por contraposición los mensajeros Eucariotas son monocistrónicos. Transp 7: ¿Qué pasa con los ribosomas? Los ribosomas son una agrupación de rRNA y proteínas ribosomales. Los ribosomas suelen estar separados en dos subunidades, una subunidad mayor y una subunidad menor. Cada subunidad es una agrupación de RNA y proteínas determinadas. En eucariotas la subunidad mayor tiene tres RNA diferentes, el 28s, el 5,8s y el 5s mas 50 proteínas ribosomales aprox y la subunidad menor tiene un RNA ribosomal que es el 18s + 30 proteínas ribosomales aprox. Transp8: Acá tienen la estructura real, la estructura tridimensional de la subunidad mayor y la subunidad menor de los ribosomas, ambas subunidades interaccionan entre si y forman un canal por donde pasa el RNA mensajero que va ser traducido. Hay un par de sitios importantes en la subunidad mayor, uno que se llama el sitio A y otro que se llama el sitio P. Transp 9: El tercer participante RNA del proceso de Traducción es el RNA de transferencia. El RNA de transferencia tiene esta típica estructura secundaria que está dada por interacciones de tipo puente de hidrógeno entre distintas porciones del RNA que se llama estructura en hoja de trébol. Tiene tres de las estructuras que se le llama de talloburbuja y la de arriba que es un brazo, le falta la burbuja. El extremo 5’ y 3’ están arriba, el más corto es el extremo 5’ y el más lago, es el extremo 3’ que además tiene la secuencia CCA que se le agrega a todos los RNA de transferencia. El tallo-burbuja de color verde, es lo que se llama el brazo anticodón. Tienen en la región no apareada tres nucleótidos que son complementarios al codón que reconoce en el RNA. Por ejemplo fíense la secuencia de este anticodón , 5’UAC3’, va a ser complementario a 5’GUA3’en el RNAm (celeste). El AA que codifica este codón es valina. O sea que este es un tRNA del AA valina. El otro brazo que está arriba, es lo que se llama el brazo aceptor (azul). A ese brazo concretamente al extremo 3’, a la A que está arriba se va a unir el AA que va a llevar este tRNA y que va a ser valina. Entonces cuando este tRNA se una, reconozca un codón de valina en el RNA mensajero, se va a colocar en el sitio correcto y va a ser que se introduzca el AA valina en esa posición de la proteína que viene sintetizándose. Transp 10: Hay una cuestión importante sobre la interacción de los tRNA con los codones. En la interacción codón-anticodón los tRNA usan algunas interacciones que no

siguen las reglas de Watson y Crick. A-U y C-G. Fíjense, una G en un tRNA puede interaccionar tanto con C como con U, en el mensajero. Es decir, que los pares GU son permitidos, además de los GC. Finalmente, una U puede interaccionar con A o con G, porque los pares GU son permitidos. Finalmente algunos tRNA tienen en el anticodón la base que era inosina, que se obtiene por desaminación, por remoción de un grupo amino de Adenina, y la inosina (I) puede interacciona con A con C o con U. Esto hace que en principio un determinado tRNA, en base a esto puede reconocer más de un codón. No hay un tRNA para cada codón, no hay 61 tRNA, hay tRNA que pueden reconocer más de un codón, siempre para el mismo AA. Entonces uno atribuye la especificidad del proceso de traducción a esta etapa de reconocimiento entre el codón y el anticodón eso va ser que en esa posición se ponga el AA correcto. Transp 12) Pero hay otra cosa importante para que este proceso ocurra como debe ser y es que el tRNA tiene un determinado anticodón que este cargado con el AA correcto. ¿Qué pasa si el tRNA viene cargado con otro AA que no es? La proteína no se sintetiza como corresponde porque el AA no es el que codifica la secuencia del mRNA porque está mal cargado el tRNA. Este primer paso que se llama la expresión de la carga del tRNA está catalizado por enzimas que se llaman aminoacil tRNA sintetasas. Son enzimas que sintetizan el aminoacil tRNA, el tRNA con el AA puesto. Las aminoacil tRNA sintetasas toman el AA y el tRNA, con la energía del ATP se convierte en AMP mas pirofosfato, o sea, dos enlaces de alta energía, generan el aminoacil tRNA. o sea, unen el AA adecuado al tRNA adecuado. Hay una aminoacil sintetasa para cada tipo de tRNA Este proceso es muy importante para que la producción sea fiel. La unión del AA se produce al nucleótido 3’ del t RNA, a la A que estaba arriba y lo que se une es el grupo carboxilo del AA al hidroxilo 3’ del ultimo nucleótido. La unión se produce entre el grupo carboxilo del AA el hidroxilo 3’(de la ribosa). Lo que se forma es una unión éster de alta energía entre un ácido y un hidroxilo.

Transp 13: ¿Qué implica la etapa de iniciación? Implica el reconocimiento del codon de iniciación, y el armado de todo el complejo de traducción, o sea, el ribosomas reconoce de alguna manera cual es el codón de iniciación y entra en el ribosoma el primer tRNA que es el tRNA de metionina, porque dijimos que el codon AUG codifica para metionina. ¿Cómo hace el ribosomas para reconocer el codón de iniciación? Ustedes piensen lo siguiente, las proteínas no solo tienen metionina en su extremo amino terminal, pueden tener metionina como AA internos, por lo tanto hay codones AUG que no son de iniciación, que están hacia adentro de la región codificante. No basta con reconocer cualquier AUG que ande por ahí, el ribosoma de alguna manera tiene que reconocer cual es el codón inicial. Para esto hay distintos mecanismos en Eucariotas y Procariotas. En la transp 13 esta ejemplificado el mecanismo de iniciación en Eucariotas. Además de los componentes que vimos hasta ahora, es decir, RNA mensajero, RNA de transferencia iniciador, ribosomas; hacen falta otra serie de factores que se llaman factores de iniciación (eIF), e de eucariotas, I de iniciación y F de factores. Estos factores de iniciación tienen distintas funciones durante el proceso de iniciación. La subunidad mayor y la menor, son mantenidas separadas por un par de factores de iniciación. Esta el factor 3 que se une a la subunidad menor, y el factor 6 que se une a la subunidad mayor y las mantienen separadas. Para iniciar la traducción primero se forma un complejo entre la

subunidad menor del ribosomas, que está unida al factor de iniciación 3 como les dije, el tRNA iniciador que es un tRNA de metionina que está cargado con el AA metionina, o sea, es un metionil tRNA. Este tRNA viene unido a otro factor de iniciación que es el factor 2 y a su vez hay otro factor que ingresa que es el factor IF1A todos estos factores forman lo que se llama el complejo de preiniciación. Este complejo de preiniciación se une al RNA mensajero que viene unido a otro factor de iniciación que es el IF4. y el IF4 lo que hace es unirse al CAP del RNA mensajero, se acuerdan de esa modificación que sufrían los RNA mensajeros en Eucariotas en los extremos 5’, precisamente el factor de iniciación 4 reconoce el CAP y el complejo de preiniciación se une entonces en esta región, también en el CAP, al RNA mensajero, formando lo que se conoce como el complejo de iniciación y a partir de allí el ribosoma, la subunidad menor con el tRNA unido lo que hace es escanear, viajar a lo largo del RNA mensajero, en sentido 5’-3’, hasta que encuentra el primer AUG y toma ese AUG como codón de iniciación. En este momento entonces esta unidad, la subunidad menor del ribosoma y el tRNA iniciador al codón inicial, al codón de iniciación AUG. Finalmente entonces se une la subunidad mayor quedando el ribosoma completo localizado en el lugar correcto para que el tRNA iniciador esté interaccionando con el codón de iniciación AUG. Se acuerdan que dijimos que la subunidad mayor del ribosomas tenía dos regiones importantes una que llamamos sitio P y una que llamamos sitio A. El tRNA iniciador con su metionina queda unido o localizado en el sitio P del ribosoma. Acá termina la etapa de iniciación. Entonces en Eucariotas, en general, es importante el CAP porque el complejo de iniciación se arma sobre el CAP, y se toma en general como codón de iniciación el primer AUG que hay a partir del extremo 5’. Transp 14) ¿Qué pasa en Procariotas? Si ustedes recuerdan habíamos dicho una cosa, los RNA mensajeros en Procariotas eran usualmente policistrónicos, tenían más de una secuencia codificante, codificaban para más de una proteína. Si tienen más de una secuencia codificante eso quiere decir que va a tener más de un codón de iniciación. Acá está la estructura de un RNA mensajero procariótico que codificaba para dos proteínas. Tienen dos codón de iniciación y dos codón de terminación. Por lo tanto el mecanismo que nuclea a los Eucariotas no es válido para el caso de Procariotas, porque los RNA mensajeros Procariotas no tienen el CAP. Pero en todo caso un mecanismo que parta del extremo 5’ no es válido. Transp 15) En Procariotas existen secuencias de reconocimiento internas de los codones de iniciación. Existe una secuencia en realidad de reconocimiento interno que se llama la secuencia de Shane-Delgarno. Es una secuencia de unos 8 nucleótidos que está presente entre 5-10 nucleótidos antes, o sea, hacia el 5’ de los codones de iniciación. Esta secuencia es complementaria al extremo 3’ del RNA ribosomal de la subunidad menor16s de procariotas. Y es esta interacción la que fija la subunidad menor del ribosoma en el lugar correcto para reconocer el codón de iniciación. De alguna manera es la secuencia esta de Shane-Delgarno la que marca por cercanía cual es el codón de iniciación correcto. Entonces puede haber varios codones de iniciación en un RNA mensajero. La que está abajo es la secuencia consenso, la secuencia de Shane-Delgarno y la que esta arriba es la secuencia del RNA ribosomal 16s, ven que son complementarios, y está, como les dije antes, a unas 5-10 bases del codón de iniciación. Transp 15: En Eucariotas también hay una secuencia alrededor del codón de iniciación que hace que el inicio de la traducción sea más eficiente. Esta secuencia se llama secuencia de kozak. La diferencia con la secuencia de Shane-Delgarno es que está alrededor de iniciación y hace que la iniciación sea más eficiente. Pero no es necesaria para la iniciación de la traducción. Para la iniciación de la traducción es necesario el reconocimiento del CAP y

la migración a partir de él. No es necesaria pero aumenta la eficiencia. En cambio, la secuencia de Shane-Delgarno es necesaria para el reconocimiento. Transp 14: El proceso de iniciación en Procariotas es parecido al de Eucariotas. Acá participan tres factores, IF3 unido a la subunidad menor, IF2 dijimos que esta unido al tRNA iniciador y el IF1 que también participa del complejo. Se une todo eso, se forma el complejo de iniciación. En realidad hay dos complejos de iniciación uno se llama 30s cuando esta la subunidad menor y otro se llama 70s cuando están las dos subunidades. Pero en principio ya acá la subunidad menor a través de su RNA ribosomal reconoce la secuencia de Shane-Delgarno y entonces el complejo este ya queda armado alrededor del codon de iniciación con el tRNA iniciador ubicado en el lugar correcto. Una cosa que no les mencione es que el factor de iniciación 2, tanto en Eucariotas como en Procariotas, tiene unido GTP y durante el proceso de armado del complejo de iniciación, cuando se libera el factor de iniciación, se hidroliza ese GTP a GDP y fosfato, cuando se produce el ensamblado completo del complejo de iniciación. En ese momento los factores de iniciación se liberan. Transp 18: En procariotas, la elongación de la cadena polipeptídica consiste en la adición de AA al extremo carboxilo de la cadena. Comienza cuando el nuevo aminoacilARNt se acopla en el sitio A. El factor de elongación Tu (EF-Tu), una pequeña GTPasa, facilita este acoplamiento. Ahora el sitio P contiene el comienzo de la cadena peptídica de la proteína a codificar y el sitio A tiene el siguiente aminoácido que debe añadirse a la cadena peptídica. El polipéptido creciente que está conectado al ARNt en el sitio P se desacopla del ARNt y se forma un enlace peptídico entre el último de los aminoácidos del polipéptido y el aminoácido que está acoplado al ARNt en el sitio A. Este proceso, conocido como formación del enlace peptídico, está catalizado por una ribozima, la peptidil- transferasa. En este punto, el sitio A ha formado un nuevo péptido, mientras que el sitio P tiene un ARNt descargado (ARNt sin aminoácido). En la fase final de la elongación, la traslación, el ribosoma se mueve 3 nucleótidos hacia el extremo 3' del ARNm. Como los ARNt están enlazados al ARNm mediante el emparejamiento de bases codón-anticodón, los ARNt se mueven respecto al ribosoma recibiendo el polipéptido naciente del sitio A al sitio P y moviendo el ARNt descargado al sitio E de salida. Este proceso está catalizado por el factor de elongación G (EF-G) gastando un GTP. El ribosoma continúa trasladando los codones restantes del ARNm mientras siguen acoplándose más aminoacil-ARNt al sitio A, hasta que el ribosoma alcanza un codón de parada (codón de término) en el ARNm (UAA, UGA o UAG). Transp 17: En eucariotas, el proceso es similar, cambian algunos facotres pero realizan las mismas funciones, ver transparencias los pasos que están escritos en inglés, que se lee sencillo. Transp 19: La terminación ocurre cuando uno de los tres codondes de terminación, entra en el sitio A. Estos codones no son reconocidos por ningún ARNt. Sí son reconocidos, en cambio, por un tipo de proteínas, llamadas factores de liberación; concretamente, por la eRF1(que reconoce los codones de parada UAA y UAG) o la RF2 (que reconoce al UAA y al UGA). Un tercer factor de liberación, el RF3, cataliza la liberación producida por el RF-1 y el RF-2 al final del proceso de terminación. Estos factores disparan la hidrólisis del enlace éster de la peptidil-ARNt y la liberación del ribosoma de la proteína recién sintetizada. Tranp 20: Simplemente una foto ilustrativa de cómo el RNAm adopta una estructura circular durante el proceso de traducción.