Traducción: algunos detalles

A continuación, algunos detalles sobre la traducción, muchos de los cuales no se dan en una clase básica más general, y quizá solo interesantes para las personas más amantes de la biología.

Etapa de iniciación

Hay dos ARN de transferencia (ARNt) para el aminoácido metionina: uno para llevarla al codón de inicio (ARNti) y otro para llevarlo durante la elongación de la cadena ¿Por qué motivo? Porque al empezar la traducción, el primer ARNt con su aminoácido (ARNt-aa) se une al sitio P del ribosoma, y el único ARNt que puede ocupar específicamente ese sitio, es el ARNti.

Factores de iniciación: algunos de ellos mantienen a las subunidades ribosomales separadas.

Factor de iniciacón eIF-2:

• El primer paso de la etapa de iniciación, es la unión de GTP al factor de inicio eIF-2.
• Este complejo GTP-eIF-2 se une al ARNti-Met.
• A su vez, todo este nuevo complejo se une a la subunidad menor.
• El eIF-2 representa es un punto de control de la traducción en eucariotas, ya que se fosforila por una quinasa que se activa cuando la célula se encuentra bajo tensión, y cuando el gasto energético requerido por la traducción puede no ser conveniente.

Ingreso del primer ARNt-Met:

• El ARNti-Met se dirije a la subunidad menor, con la colaboración de algunos factores de iniciación pegoteados.
• Ahora el ARNti-Met comienza a deslizarse por el ARN mensajero hasta encontrarse con el codón de inicio (un factor de inicio con actividad helicasa iría desenrrollando el ARNm abriendo el camino).

Secuencia de Shine-Dalgarno: En los ARNm procariontes, unos 6-7 nucleótidos antes del codón de inicio, se encuentra la secuencia de Shine-Dalgarno (AGGAGGU) que sirve como sitio de unión del ARNm al ribosoma (se une a una secuencia del extremo 3’ del ARNr 16S). En los ARN policistrónicos existe una secuencia de Shine-Dalgarno por cada cistrón.

Secuencia de Kozak: El AUG no se reconoce así solito, sino que el reconocimiento se ve facilitado por nucleótidos circundantes: todos ellos forman la secuencia de Kozak: ACCAUGG..

Dónde empieza la traducción propiamente dicha: Normalmente, en eucariontes, la traducción empieza dentro de los 100 nucleótidos desde el CAP; pero hay casos en que comienza en un sitio interno del mensajero por donde entra el ribosoma, llamado IRES.

Codón de inicio: El codón de inicio es siempre AUC: en algunas bacterias la traducción puede comenzar con el codón GUG, y a veces CUG en eucariontes.

Comienzo: Una vez reconocido el codón de inicio, se une la subunidad mayor.

Activación de los aminoácidos

ARN de transferencia:

·              El ARNt tiene entre 70-80 nucleótidos.

·              En general, el extremo CCA-3’ se agrega luego de la síntesis.

·              Se conocen las secuencias de ARNt de muchas especies y se encontró que varían bastante, sin embargo, todos formas estructuras tridimensionales similares.

·              En las células no hay un ARNt por cada codón, sino menos; eso significa que un mismo ARNt puede reconocer a más de un codón. Eso se debe a que el anticodón tiene un nucleótido de inosina (adenina desaminada) que se aparearía con la tercera base del codón del mensajero cuando esta sea A, C y U, por lo tanto, un anticodón con inosina puede traducir codones sinónimos que terminan con A, C y U (por ejemplo CUA, CUC, CUU).

Aminoacil sintetasas: En cuanto a las aminoacil sintetasas, acá si hay 20: cada una reconoce a un tipo de aminoácido y a todos sus ARNt compatibles. A veces la aminoacil sintetasa se equivoca y toma un aminoácido incorrecto (por ser similar estructuralmente al correcto) pero tiene un sistema de corrección de pruebas. De ahí que en E. coli la tasa de error sea de 1 en 50.000.

Etapa de elongación

Entrada del ARNt-aa:

·              El sitio P se llama “P” porque ahí se ubica el aminoácido que lleva la cadena polipeptídica en crecimiento, y el A se llama así, por “aminoacilo” (donde entra cada aminoácido).

·              El ARNt-aa entra al sitio A unido a EF1α. Si el apareamiento codón-anticodón es correcto, se hidroliza el GTP cambiando la conformación del ribosoma, de manera tal que el sitio A “atrapa” fuertemente al ARNt-aa, y además lo orienta hacia el ARNt del sitio P.

·              La unión peptídica no es catalizada por una enzima proteica sino por una ribozima de la subunidad mayor.

Translocación: Es promovida por la hidrólisis del GTP unido al factor de elogación EF2 (EF2-GTP) (eucariontes). La hidrólisis del GTP produce un cambio conformacional en el ribosoma, que lo hace desplazarse un codón. El ARNt vacío se une a un tercer sitio: el sitio E, un sitio de salida, de donde finalmente es expulsado, siempre por cambios conformacionales del ribosoma.

Marco de lectura: Es la secuencia desde el codón de inicio hasta el de terminación, y en teoría debería ser uno solo, pero a veces puede cambiar debido a rarezas, como por ejemplo, que en algún momento se lean cuatro codones para un aminoácido (y luego se sigan leyendo de a tres codones) o que el ribosoma retroceda una base, y luego siga leyendo normalmente.

Velocidad: Durante la elongación, en eucariontes se unen 3-5 aminoácidos por segundo (una cadena de 100-200 aminoácidos se forma en un minuto aproximadamente) y en procariontes hasta 18 aminoácidos por segundo.

 Polirribosomas: Cuando un ribosoma avanzó unos 30 codones, entra otro. 

Etapa de terminación

Factor de terminación eRF1

En eucariontes, el factor de terminación eRF1 tiene una forma parecida a un ARNt, por eso puede ubicarse en el sitio A. Luego viene el factor eRF3-GTP. Ambos participan en la escisión del péptido al ARNt.

Las bacterias tienen dos factores análogos a eRF1 (que son RF1 o RF2) y otro análogo a eRF3-GTP (que es RF3).

 Extractado de los libros de Lodish (Biología celular y molecular) y Antonio Blanco(Química Biológica)