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Alicia Maestre Cáceres
hace 7 años
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1 Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Química Curso Genética y Biología Molecular (1630) Licenciatura Químico Farmacéutico Biológico Dra. Herminia Loza Tavera Profesora Titular de Carrera Departamento de Bioquímica Lab 105, Edif E hlozat@unam.mx

2 VII. CÓDIGO GENÉTICO. TRADUCCIÓN Y PROCESAMIENTO Objetivo general DE PROTEÍNAS. El alumno conocerá el proceso de traducción de los mrnas basado en la universalidad del código genético y comprenderá su importancia dentro del contexto de la expresión genética, dado que la síntesis de proteínas es el paso final requerido para realizar la función del gen correspondiente. Comprenderá las diferencias de este proceso en organismos procariontes y eucariontes y su regulación.

3 Objetivos particulares 5. Procesamiento de proteínas y modificación posttraduccional. El alumno Conocerá los diferentes tipos de modificaciones posttraduccionales y su relevancia para regular la funcionalidad y localización de las proteínas celulares Discutirá la importancia del direccionamiento adecuado de las proteínas desde el mismo momento de su síntesis Definirá las enzimas necesarias para el plegamiento correcto de las proteínas que están siendo sintetizadas por el aparato traduccional Examinará el mecanismo de degradación de proteínas, el papel de la ubiquitinación y la variación del tiempo de vida media de las proteínas. X X X X Conocimiento Comprensión Aplicación

4 Procesamiento de proteínas y modificaciones post-traduccionales

5 Las proteínas después de sintetizadas en los ribosomas, deben ser procesadas para que logren tener su conformación nativa y ser activas Eventos involucrados: Plegamiento correcto Procesamiento co- y post-traduccional Ubicación subcelular

6 De la proteína sintetizada a la proteina funcional

7 En algunas proteínas los dominios se forman desde que su síntesis se lleva a cabo

8 Desnaturalización de proteínas

9 Desnaturalización y renaturalización de proteínas

10 Plegamiento (folding) de proteínas

11 Etapas para alcanzar el estado nativo

12 Otras proteínas requieren de chaperonas moleculares para adquirir su plegado correcto

13 Algunas proteínas que no se pliegan correctamente y forman estructuras amiloides

14 El plegamiento de las proteínas es asistido por chaperonas Plegamiento en ausencia y presencia de chaperonas

15 Existen dos sistemas de chaperonas Chaperonas individuales Chaperonas oligoméricas

16 Mecanismo de las chaperonas moleculares HSP70

17 Algunas proteínas son plegadas con la ayuda de otras proteínas (DnaJ, DnaK)

18 Mecanismo de la chaperona HSP60/HSP10 (GroEL/GroES)

19 Algunas proteínas son plegadas por el sistema GroEL/GroES

20 GroEL/GroES

21 Formación de puentes disulfuro PDI: proteína disulfuro isomerasa

22 Procesamiento Co- y Posttraduccionales de las proteínas Eliminación de residuos N-terminales (f-met en bacteria; Met en eucariontes) Modificación de aminoácidos Acetilación (Lys, Arg en histonas; cambia la función) Fosforilación (Ser, Thr, Tyr; transducción de señales, actividad) Metilación (Lys, Arg en histonas; cambia función) Carboxilación (Lys, Pro en colágeno, estabilidad estructural) Glicosilación (Asn; Thr; receptores de hormonas, anticuerpos) Nucleotidilación (Tyr; adición de AMP regula actividad) Lipidación (Gly, Cys; localización en membrana) Ubiquitinación (Lys; degradación localización, función) Proteólisis (pro-insulina a insulina; actividad) Adición de grupos prostéticos (grupo hemo, hemoglobina)

24 Modificación post-traduccional por fosforilación fosforilación cinasa ATP Proteína ADP P Proteína desfosforilación fosfatasa P

25 La fosforilasa b se convierte a su forma activa por fosforilación. Esta se lleva a cabo por una cinasa Para que la fosforilasa b vuela a ser inactiva es necesario desfosforilarla, por acción de una fosfatasa.

26 Diferentes cinasas reconocen diferentes secuencias consenso dentro de las cuales fosforilan un determinado aminoácido

27 Efecto de la fosforilación en la glicógeno sintasa

28 Cinasa 1 inactiva P ATP ADP Cinasa 2 inactiva ligando receptor Cinasa 1 activa ATP P Insulina Factor de crecimiento ADP Cinasa 2 activa P Transducción de señales mediada por fosforilación Cascada de fosforilaciones P Cinasa 3 inactiva ATP ADP Cinasa 3 activa P P Proteína inactiva Proteína activa Respuesta celular P

29 Aminoácidos fosforilables: -OH serina; treonina; tirosina -NH arginina; histidina; lisina -SH cisteína -COO - aspártico; glutámico La fosforilación es una modificación posttraduccional covalente y reversible Clasificación de cinasas: Ser/Thr cinasas Tyr cinasas His cinasas Cys cinasas Asp/Glu cinasas Defosforilación por fosfatasas: Ser/Thr Tyr PP1 PP4 PTP1B PP2A PP5 PP2B PP6 PP2C

30 Funciones de la fosforilación Regulación de la proliferación celular/ oncogénesis Diferenciación celular Control del ciclo celular Forma celular y adhesión Transducción intracelular de señales Control metabólico Regulación de la transcripción Regulación de canales iónicos Regulación de la traducción

31 Metilación, fosforilación y acetilación de histonas

32 Proteólisis de zimógenos

33 Direccionamiento de las proteínas a la localización celular adecuada

34 Algunas secuencias señal que determinan el destino de las proteínas KDEL

35 Direccionamiento co-traduccional de proteínas destinadas a retículo endoplásmico Secuencia señal (amino-terminal) Complejo SRP GDP reconoce la secuencia señal Receptor de SRP en la membrana de RE unión a GTP, hidrólisis y liberación de SRP

37 Una vez que cumple su función, el péptido señal es cortado

38 Inserción co-traduccional de proteínas a membrana

39 Glicosilación co-traduccional de proteínas destinadas a retículo endoplásmico

40 Glicosilación post-traduccional de proteínas en aparato de Golgi RER cis-golgi Golgi media-golgi trans-golgi lisosoma vesícula secretora membrana

41 Tipos de glicosilación N-glicosilación RE (residuo Asn) O-glicosilación Golgi (residuos Ser/Thr)

42 Tráfico a lisosomas Lisosomas (animales) Vacuola (plantas) Sitio de degradación, ph 5, enzimas hidrolíticas Modificación de proteínas para Lisosomas: Manosa-6-fosfato

43 Direccionamiento a mitocondria Las proteínas tienen señal amino-terminal Deben ser desplegadas por chaperonas del citoplasma Atraviesan dos membranas por los translocadores TOM y TIM) En la matriz mitocondrial otra chaperona vuelve a plegar la proteína

44 Direccionamiento a cloroplasto Las proteínas tienen señal amino-terminal Proceso de translocación similar a mitocondria (TOC y TIC) Desplegado y plegado similar a mitocondria Soll & Shleiff, 2004

45 Direccionamiento a núcleo Señal de localización nuclear (NLS) Señal de exportación nuclear (NES) Importinas y CAS Ran-GTP Ran-GDP Conti et al., 2006 Curr Opin Struct Biol

46 Ubiquitinación de proteínas Biochem. J. (2004) 379 ( )

47 Diferentes funciones para la ubiquitinación proteosoma degradación proteosoma degradación Internalización membrana Tráfico por endosomas Activa reparación de DNA

48 Las proteínas deben ser poli-ubiquitiniladas para ser dirigidas al proteosoma donde serán degradadas

49 Degradación en el proteosoma

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