4.sintesis proteica

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

SINTESIS PROTEICASINTESIS PROTEICA

TRANSCRIPCIONTRANSCRIPCION El proceso mediante el cual la El proceso mediante el cual la información almacenada en el DNA se recupera información almacenada en el DNA se recupera mediante la síntesis de RNA dependiente de un molde.mediante la síntesis de RNA dependiente de un molde.

TRADUCCION TRADUCCION Descodificación de la información Descodificación de la información del del RNAm para dar lugar a una secuencia de aminoácidos RNAm para dar lugar a una secuencia de aminoácidos unidos por condensación.( cadena polipeptidica)unidos por condensación.( cadena polipeptidica)

TRANSCRIPCION TRANSCRIPCION

ProcariotasProcariotas EucariotasEucariotas01 RNA polimerasa 01 RNA polimerasa RNAm. RNAr. RNAt.RNAm. RNAr. RNAt.

03 RNA polimerasas03 RNA polimerasasRNAm. RNAr. RNAt.RNAm. RNAr. RNAt.RNA heterogéneo normal o RNAhn.RNA heterogéneo normal o RNAhn.RNA pequeño normal o RNAsn.RNA pequeño normal o RNAsn.

No requieren de factores No requieren de factores transcripcionales transcripcionales adicionalesadicionales

La RNA polimerasa requiere de La RNA polimerasa requiere de factores adicionales llamados factores adicionales llamados factores factores de transcripciónde transcripción para iniciar la para iniciar la transcripcióntranscripción

Los RNAm no tienen Los RNAm no tienen procesamiento de procesamiento de maduraciónmaduración

Los RNAm tienen procesos de Los RNAm tienen procesos de maduración( eliminación de intrones)maduración( eliminación de intrones)

RNA POLIMERASARNA POLIMERASA Es la enzima que cataliza el proceso de trascripción.Es la enzima que cataliza el proceso de trascripción. Inicio de la trascripción: Inicio de la trascripción: PromotorPromotor Tasa de trascripción/ cantidad de RNA polimerasaTasa de trascripción/ cantidad de RNA polimerasa

Tipos mas importantesTipos mas importantes de RNAde RNA::

RNAm RNAm se utiliza como molde para la síntesis se utiliza como molde para la síntesis proteica en ribosomasproteica en ribosomas

RNArRNAr Compone los ribosomas que se encargan Compone los ribosomas que se encargan de la síntesis de proteínasde la síntesis de proteínas

RNAtRNAt Se une a los aminoácidos y los transporta Se une a los aminoácidos y los transporta al ribosoma para la síntesis de proteínasal ribosoma para la síntesis de proteínas

RNA POLIMERASA- E.coliRNA POLIMERASA- E.coli

RNA POLIMERASAS- EucariotasRNA POLIMERASAS- Eucariotas

POLIMERASAPOLIMERASA LOCALIZACIONLOCALIZACION RNA SINTETIZADOSRNA SINTETIZADOS

II NúcleoNúcleo pre – rRNA (excepto la pre – rRNA (excepto la subunidad 5S)subunidad 5S)

IIII NúcleoNúcleo pre – mRNA, RNA pre – mRNA, RNA nucleares pequeños nucleares pequeños (snRNA)(snRNA)

IIIIII NúcleoNúcleo pre – tRNA, rRNA 5S, pre – tRNA, rRNA 5S, otros snRNAotros snRNA

MitocondrialMitocondrial MitocondriaMitocondria MitocondrialMitocondrial

CloroplásticaCloroplástica CloroplastoCloroplasto CloroplásticoCloroplástico

MECANISMO DE LA MECANISMO DE LA TRANSCRIPCIONTRANSCRIPCION

INICIACION INICIACION Interacción de la RNA polimerasa Interacción de la RNA polimerasa con los promotorescon los promotores

ELONGACION ELONGACION Incorporación de los Incorporación de los ribonucleótidosribonucleótidos

TERMINACION TERMINACION Finalización de la trascripción Finalización de la trascripción dependiente o independiente del factor dependiente o independiente del factor

INICIACION DE LA TRANSCRIPCIONINICIACION DE LA TRANSCRIPCION

RECONOCIMIENTO DEL PROMOTORRECONOCIMIENTO DEL PROMOTOR

ELONGACION DE LA TRANSCRIPCIONELONGACION DE LA TRANSCRIPCION

MODELOS DE ELONGACIONMODELOS DE ELONGACION

BURBUJA DE TRANSCRIPCION

PROCESAMIENTO POST-PROCESAMIENTO POST-TRANSCRIPCIONAL ProcariotasTRANSCRIPCIONAL Procariotas

Recambio del mRNARecambio del mRNA Degradación Degradación 2-3min 2-3min

Garantiza que la síntesis energéticamente derrochadora de Garantiza que la síntesis energéticamente derrochadora de las proteínas cese en cuanto desaparezca la necesidad de las proteínas cese en cuanto desaparezca la necesidad de las mismaslas mismas

Empieza en el ext 5’ ya que allí comienza la traducciónEmpieza en el ext 5’ ya que allí comienza la traducción

Procesamiento del rRNAProcesamiento del rRNA Procesamiento de tRNAProcesamiento de tRNA

Procesamiento del rRNA ProcariotasProcesamiento del rRNA Procariotas

RNA POLIMERASA I - EucariotasRNA POLIMERASA I - Eucariotas

TRANSCRIBE LOS PRINCIPALES GENES DE RNA TRANSCRIBE LOS PRINCIPALES GENES DE RNA RIBOSOMICORIBOSOMICO

Contiene 13 subunidadesContiene 13 subunidades

Necesita al menos 2 factores de transcripcion para iniciar el Necesita al menos 2 factores de transcripcion para iniciar el procesoproceso

El ribosoma eucariota contiene 4 moleculas de rRNAEl ribosoma eucariota contiene 4 moleculas de rRNA Subunidad pequeña: 18SSubunidad pequeña: 18S Subunidad grande: 28S, 5.8S y Subunidad grande: 28S, 5.8S y 5S (no transcrito por esta RNApol)5S (no transcrito por esta RNApol)

Procesamiento del tRNAProcesamiento del tRNA

RNA POLIMERA III- Eucariotas RNA POLIMERA III- Eucariotas

TRANSCRIBE LOS TRANSCRIBE LOS PRINCIPALES GENES PRINCIPALES GENES DE RNA DE DE RNA DE TRANSFERENCIA, RNA TRANSFERENCIA, RNA RIBOSOMAL 5S Y RNA RIBOSOMAL 5S Y RNA PEQUEÑOSPEQUEÑOS

Contiene 14 subunidadesContiene 14 subunidades Requiere varios tipos de Requiere varios tipos de

factores de transcripción factores de transcripción como TFIIIA, TFIIIB y como TFIIIA, TFIIIB y TFIIICTFIIIC

RNAmRNAm PracariotasPracariotas EucariotasEucariotas

Poligenicos o Poligenicos o PolicistronicosPolicistronicos

Monogenicos o monocistronicosMonogenicos o monocistronicos

No tienen procesos de No tienen procesos de maduracionmaduracion

Pasan por procesos de maduracion:Pasan por procesos de maduracion:

- Eliminacion de intrones- Eliminacion de intrones

- Empalme de exones- Empalme de exones

- Protección en 3´por poli A- Protección en 3´por poli A

- Protección en 5´por 7mGTP- Protección en 5´por 7mGTP

Transcripcion y traduccion Transcripcion y traduccion simultneasimultnea

Transcripcion en el núcleoTranscripcion en el núcleoTraduccion en el citoplasmaTraduccion en el citoplasma

RNA POLIMERASA IIRNA POLIMERASA II

TRANCRIBE LOS GENES ESTRUCTURALES, ES DECIR, TRANCRIBE LOS GENES ESTRUCTURALES, ES DECIR, LOS QUE SE TRADUCEN A PROTEINASLOS QUE SE TRADUCEN A PROTEINAS

Contiene múltiples subunidadesContiene múltiples subunidades

Intervienen al menos 7 factores de transcripción: TFIIA, TFIIB, Intervienen al menos 7 factores de transcripción: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH y TFIIJTFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH y TFIIJ

El factor critico es TFIID que se une a la caja TATA que es el El factor critico es TFIID que se une a la caja TATA que es el equivalente eucariota a la región -10equivalente eucariota a la región -10

FACTOR DE FACTOR DE TRANSCRIPCIONTRANSCRIPCION

FUNCIONFUNCION

TFIIDTFIID Reconoce la caja TATAReconoce la caja TATA

TFIIATFIIA Estabiliza el complejo entre Estabiliza el complejo entre TFIID y el DNATFIID y el DNA

TFIIBTFIIB Recluta a la RNApol II y TFIIFRecluta a la RNApol II y TFIIF

TFIIFTFIIF Ayuda a que la pol II reconozca Ayuda a que la pol II reconozca el promotorel promotor

RNA pol IIRNA pol II Cataliza la síntesis de RNA, Cataliza la síntesis de RNA, recluta a TFIIErecluta a TFIIE

TFIIETFIIE Recluta a TFIIH y regula la Recluta a TFIIH y regula la actividad helicasa de TFIIHactividad helicasa de TFIIH

TFIIHTFIIH Desenrolla la región promotoraDesenrolla la región promotora

Estructura de mRNA de procariotes y eucariotes

RNAm poligénico

FORMACION DE LA CAPERUZAFORMACION DE LA CAPERUZA

La 1era modificación y se produce en el ext 5’.La 1era modificación y se produce en el ext 5’.

Se añade un residuo GTP en una orientación inversaSe añade un residuo GTP en una orientación inversa

Este GTP junto con los dos primeros nucleótidos de la Este GTP junto con los dos primeros nucleótidos de la cadena forman lo que denominan caperuza que servirá cadena forman lo que denominan caperuza que servirá para colocar el mRNA en el ribosomapara colocar el mRNA en el ribosoma

CORTE Y EMPALMECORTE Y EMPALME

Luego de la formación de la caperuza hay que eliminar Luego de la formación de la caperuza hay que eliminar los introneslos intrones

El pre-mRNA forma complejos con El pre-mRNA forma complejos con ribonucleoproteinas nucleares pequeñas (snRNPs), que ribonucleoproteinas nucleares pequeñas (snRNPs), que a su vez estan formadas por snRNA.a su vez estan formadas por snRNA.

Este complejo pre-mRNA-snRNPs se llama Este complejo pre-mRNA-snRNPs se llama ESPLICEOSOMAESPLICEOSOMA

Al formar el espliceosoma , los snRNA Al formar el espliceosoma , los snRNA reconocen y se unen a lugares de corte y reconocen y se unen a lugares de corte y empalme intron-exonempalme intron-exon

TRADUCCIONTRADUCCION

Al proceso de lectura, en el ribosoma, de la información transportada por mRNA, durante la síntesis de proteína, se le conoce como traducción porque ahora se pasa del lenguaje de 4 letras a otro con 20 letras (20 aminoácidos).

El mensaje que está contenido en el genoma se encuentra escrito en un lenguaje de 4 letras (las cuatro bases ATGC o U), el cual se transcribe usando el mismo lenguaje, al sintetizar el mRNA.

CÓDIGO GENÉTICO

•Tres bases contiguas (un triplete) codifican un aminoácido así como también para la puntuación del mensaje.

•Se determinó qué los tripletes codifican cada aminoácido y existen tripletes que indican el inicio y la terminación del mensaje.

•Al triplete se le dio el nombre de codón.

•Se encontró que algunos aminoácidos podían ser codificados por más de un codón, o sea hay codones que son sinónimos.

•Por esta razón se dijo que el código genético es degenerado.

TRADUCCIÓN

ELEMENTOS DE LA TRADUCCIÓN

Ribosomas.Ribosomas. Donde se localiza la síntesis de proteínas. Donde se localiza la síntesis de proteínas.

Son partículas formadas por RNA y proteínas. Son partículas formadas por RNA y proteínas.

Los de eucariotas y procariotas son esencialmente Los de eucariotas y procariotas son esencialmente igualesiguales..

Durante el funcionamiento las subunidades pueden Durante el funcionamiento las subunidades pueden asociarse y disociarse. asociarse y disociarse.

Cada subunidad tiene una molécula de RNA grande y Cada subunidad tiene una molécula de RNA grande y proteínas, y a veces otros RNA.proteínas, y a veces otros RNA.

ribosomaribosoma

Funciones del ribosomaFunciones del ribosoma

--Union del extremo 5´del RNAm al sitio de unión Union del extremo 5´del RNAm al sitio de unión de la sub unidad menor del ribosoma. de la sub unidad menor del ribosoma.

- Sitio A: sitio definido para la entrada de - Sitio A: sitio definido para la entrada de aminoácidos que se van añadiendo. Saminoácidos que se van añadiendo. Se produce e produce el balanceo codon (RNAm) con el anticodon el balanceo codon (RNAm) con el anticodon (RNAt) catalizado por la enzima aminoacil RNAt (RNAt) catalizado por la enzima aminoacil RNAt sintetasasintetasa

- Sitio P: donde se une la cadena polipeptidica. - Sitio P: donde se une la cadena polipeptidica. Se forma un enlace peptidico por actividad de la Se forma un enlace peptidico por actividad de la peptidil transferasa terminalpeptidil transferasa terminal

- Sitio de union: del extremo lider del RNAm- Sitio de union: del extremo lider del RNAm

Funcionamiento del ribosoma en la traducción:Funcionamiento del ribosoma en la traducción:

Al principio las dos subunidades están separadas, Al principio las dos subunidades están separadas, ensamblándose en el codon de iniciación. ensamblándose en el codon de iniciación.

Luego se desplaza y va leyendo y colocando Luego se desplaza y va leyendo y colocando aminoácidos. aminoácidos.

Al final se disocia del mensajero, se suelta y vuelve Al final se disocia del mensajero, se suelta y vuelve a empezar. a empezar.

Si al mismo mensajero se asocian varios ribosomas Si al mismo mensajero se asocian varios ribosomas (polirribosoma o polisoma) se producen varias (polirribosoma o polisoma) se producen varias proteínas. proteínas.

La síntesis de proteínas La síntesis de proteínas ocurre en varias etapas: ocurre en varias etapas:

Iniciación, Iniciación,

Elongación Elongación

TerminaciónTerminación

Iniciación.

La subunidad ribosómica más pequeña se une al extremo 5' de una molécula de mRNA. La primera molécula de tRNA, que lleva el aminoácido modificado fMet, se acopla con el codón iniciador AUG de la molécula de mRNA.

• La subunidad ribosómica más grande se ubica en su lugar, el complejo tRNA-fMet ocupa el sitio P (peptídico). El sitio A (aminoacil) está vacante. El complejo de iniciación está completo ahora.

Un segundo tRNA, con su aminoácido unido, se coloca en el sitio A y su anticodón se acopla con el mRNA. Se forma un enlace peptídico entre los dos aminoácidos reunidos en el ribosoma.

El ribosoma se mueve a lo largo de la cadena de mRNA en una dirección 5' a 3', y el segundo tRNA, con el dipéptido unido, se mueve desde el sitio A al sitio P

Elongación.

Cuando el ribosoma alcanza un codón de terminación (en este ejemplo UGA), el polipéptido se escinde del último tRNA y el tRNA se desprende del sitio P.

El sitio A es ocupado por un factor de liberación que produce la disociación de las dos subunidades del ribosoma.

Terminación.

POLISOMA