BIOSINTESIS DE PROTEINAS

Transcripción

1 BIOSINTESIS DE PROTEINAS TRADUCCIÓN: Secuencia de ARNm Secuencia de aminoácidos = Proteína CÓDIGO GENÉTICO: - Universal - 4 bases codifican para 20 aminoácidos (AA) - Secuencia 3 bases ARNm: codon 1 aminoácido (AA) - Los 2 primeros nucleótidos son imprescindibles. - Muy importante la identificación del nucleótido de inicio. - Frecuencia de error =<10-4 ESQUEMA GENERAL: ADN ARNm (lect. 5` a 3`, sínt. 3` a 5`) Proteinas (sínt. NH 2 a COO-) Transcripción Traducción - Ribosomas: ARNr y proteinas - ARNt, asociado a un aminoácido

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3 ARN DE TRANSFERENCIA: - Nexo entre ARNm y proteína - Específico para cada AA Estructura: -Estr. 2 ria en Hoja de trébol (mantenida evolutivamente) nucleótidos - Alg. bases son no comunes: Dihidrouridina, Inosina, - Nucleótidos apareados: dobles cadenas - Nucleót. no apareados: lazos (TψC, DHU, Anticodon) -Tallo aceptor: extr.3` no apareado (CCA) es el sitio de unión del AA. -Estr. tridimensional: L con el tallo aceptor y el anticodon enfrentados. - Teoría del balanceo (Ej: alanina: GCU, GCC y GCA)

4 ACTIVACIÓN DEL ARNt y AMINOACIL-ARNt-SINTETASA AA-ARNt-Sintetasa ARNt - Realiza la traducción prop. dicha - AA-ARNt: unión éster -2`o3`de la ribosa de la adenina del ARNt y COO- del AA: 1)- AA + ATP AA-AMP + PPi 2)- AA-AMP AMP + ARNt + PPi AA-ARNt ARNt + AMP + 2 Pi Reacción general (1+2)- AA+ ATP + ARNt AA-ARNt + AMP + 2 Pi -La mayoría del ARNt esta unido a AA. -Prueba de Lectura: sitio activo (discrimina AA mayores) y sitio de prueba (elimina AA menores). - Reconoce secuencia del tallo aceptor y alg. veces también del anticodon.

5 RIBOSOMAS -Complejo supramolecular de ARNr y Proteínas - ARNr función catalítica principal y Proteínas función estructural. - Ribosoma (E.Coli): subs 30S y 50S 70S 30S: ARN 16S (1500 nucl.) y 21 prot 50S: ARN 5S y 23S y 33 prot. Eucariotas: 40S y 60S= 80S - Poseen 3 sitios de unión para ARNt: A, P y E

6 INICIACIÓN TRADUCCIÓN: 3 pasos: - Iniciación - Elongación - Terminación -Ensamble de ambas subs. del ribosoma, AA-ARNt de iniciación y ARNm. -Requiere un ARNt específico con Met (formil-met en Proc.) que reconoce el codon de iniciación AUG: Secuencia Shine-Dalgarno (Proc) o 1er AUG desde 5`-3` (Euc). - Eucariotas son monocistrónicos y Procariotas son policistrónicos: una moléc. ARNm más de una proteina. - 3 factores de Iniciación: IF3 eif1se unen a la sub 30S, IF2 (tipo, (p de Prot. G) se une a GTP y permite la unión del AA-ARNt de inic. al sitio P de la sub.30s, posterior unión de sub 50S y liberación de factores

7 ELONGACIÓN -Comienza en el sitio P con el ARNt de inic. y el sitio A libre. -Intervienen 2 fact. de elongación: EF-Tu (tipo de Prot. G) que se une a GTP y a un AA-ARNt; EF-Ts cataliza el intercambio de GDP por GTP del EF-Tu. -El AA-ARNt se une al sitio A, une la Met de iniciación y de allí se mueve hacia el sitio P desplazando a la otra molec. de ARNt sin el AA hacia el sitio E Crecim. de la cadena polipeptídica. -Enlace peptídico: peptidil transferasa asociada a la sub 50S. -Interacción codon-anticodon determina el AA-ARNt a ocupar el sitio A. -El desplaz. del ARNt desde A a P desplaza al ribosoma a través del ARNm -El ARNm se lee de 5` a 3` y la sínt. de Prot. crece desde NH 2 a COO- EF-Tu-GTP-AA- ARNt

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9 TERMINACIÓN -Secuencia finalizadora del codon del ARNm: UAA, UAG, UGA - 3 fact. de terminación (Proc): RF1 (reconoce UAA, UAG), RF2 (reconoce UAA y UGA) y RF3 (tipo Prot. G) que une GTP y refuerza las uniones de los otros fact. con el codon de ARNm. - El heterodímero altera la activ. de la peptidil transferasa: se hidrata el sitio donde actúa la enzima. - En Euc. hay un solo factor: RRF. RRF Liberación de RRF, de subunidades del ribosoma y de la cad. polipeptídica. ANTIBIÓTICOS: muchos actúan inhibiendo la sínt. de Proteínas

10 PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE SINTESIS DE PROTEINAS EN EUCARIOTAS (E) Y PROCARIOTAS (P). 1- Tamaño de los ribosomas: E- 80S (40-60) P- 70S (30-50) 2- AA-ARNt iniciador: E- Met P- formil-met 3- Reconocimiento de la Iniciación:E- 1er AUG desde 5`-3`. P- Secuencia Shine-Dalgarno y AUG. 4- ARNm: E- monocistrónico P- policistrónico 5- Factores de Iniciación: E: varios (> de 3). P: Fact. de Terminación: E: 1. P: 3. COSTO ENERGÉTICO DE LA SÍNT. DE PROTEÍNAS Por cada AA incorporado a la cadena polipeptídica: 1 ATP 1 AMP + 1Pi +1Pi Activación ARNt (AA-ARNt-sintetasa) 1GTP 1 GDP + 1 Pi..Iniciación (IF2) (1 x prot) 2 GTP 2 GDP + 2 Pi..Elongación (EF-Tu y EFg) 1 GTP 1 GDP + 1 Pi..Terminación (RF3) (1 x prot) ATP: formación de nuevos enlaces GTP: cambios conformacionales

11 MODIFICACIONES DE PROTEÍNAS: Cotraduccionales (prot. unidas al ribosoma, durante la traducción) o postraduccionales. - Desformilación - Glicosilación - Fosforilación - Acetilación - Carboxilación ac - Metilación - Hidroxilación - Acilación - Etc Glicosilación: unión covalente de uno o varios glicosilos. Se glucosilan proteínas que se van a secretar o son de membrana, y nunca se da en los procariotas. Co o Postraduccional. - favorecen o estabilizan la conformación final de la proteína extracelular o de membrana - aumentan la vida media de la proteína incrementando su estabilidad y su resistencia a la digestión por las proteasas. - aumentan la solubilidad en un medio acuoso - aportan las estructuras que van a reconocer algunos receptores (por ejemplo, los antígenos) Fosforilación Postraduccional Afecta OH de Ser, Thr y Tyr

12 Acetilación: Introduce un acetilo en grupo amino (Met y Lys) Carboxilación -En C beta de Asp o gamma de Glu. -Carboxi-Asp o carboxi-glu: quelantes de Ca imprescindibles en la coagulación

13 Metilación - Extremo NH 2 de Lys 2 y o COO- de Glu. - SAM (S-Adenosil-Lmetionina: donador de metilos)

14 PROTEÍNAS ASOCIADAS A MEMBRANAS: Se sintetizan a través de ribosomas asociados a membranas: - Procariotas: Membr. Plasmática. - Eucariotas: Ret.Endoplásmico Ap.Golgi Vesículas de excreción. Ej. Síntesis de una proteína viral asociada a la membrana.

15 En este proceso algunas de las proteínas celulares son covalentemente modificadas con otra pequeña proteína (peso molecular 11 kda) llamada SUMO (small ubiquitin-related iti l t dmodifier)

16 Proyecto proteoma humano Genoma constituido por ADN, es el conjunto de genes Transcriptoma - genes se transcriben en forma de ARN mensajero Proteoma -conjunto de todas las proteínas obtenidas directamente del ARNm o tras diversas transformaciones aco Metaboloma -conjunto de los diferentes metabolitos existentes, con diversas naturalezas químicas Genómica Proyecto Genoma Humano identificación y secuenciación de alrededor de genes Sin embargo, las proteínas son las verdaderas expresiones funcionales del genoma Dogma: 1 gen=1 proteína 1 gen =varias proteínas -mecanismos de maduración de ARN y modificación postraduccionales de las proteínas. -Relación entre número de proteínas y genes: 1-2 en bacterias 3 en levaduras 6-8 en Humanos (posiblemente) genes presentes y más de proteínas conocidas en la actualidad. PPH: desde abril del más de mil millones de dólares de financiación- Objetivos: creación de un Catálogo general de proteínas humanas (variantes posibles, interacciones entre proteínas y proteínas o entre proteínas y ácidos nucleicos, mecanismos de acción, etc.)