Síntesis de proteinas

Las proteínas son las moléculas orgánicas más abundantes en la mayoría de los sistemas vivos (50% o más del peso seco). Su diversidad funcional es abrumadora, sin embargo en estructura, todas siguen el mismo esquema simple: todas son polímeros de aminoácidos, dispuestos en una secuencia lineal.

Las proteínas son macromoléculas de alto peso molecular. Están constituidas por 21 aminoácidos que combinados pueden formar cientos de moléculas proteícas como la hemoglobina, miosina, colágena, etc. Esta diversidad de arreglos en los aminoácidos es la razón por la que existe gran variedad de proteínas en los organismos.

La información para fabricar todas las proteínas, está almacenada en todas las moléculas de ADN de los cromosomas.

La sucesión de bases en las moléculas de ADN, es un código químico para la sucesión de aminoácidos en las proteínas.

El código genético lo componen la combinación de 3 bases, obteniéndose 64 combinaciones posibles, diferentes entre si.

Las 64 combinaciones de bases son suficiente para codificar los 21 aminoácidos diferentes que forman las proteínas.

Las sucesiones de 3 bases de nucleótidos, se llaman TRIPLETAS.

Etapas de la Síntesis de Proteínas:

Primera etapa (transcripción): ocurre en el núcleo de las células eucariotas, en ella la secuencia específica de nucleótidos de un gen se copia a una molécula de ARN.

Segunda etapa (traducción): sucede en los ribosomas, bajo el dictado del RNA transcrito se produce la proteína.

Tipos de ARN:

La molécula de RNA es una cadena de nucleótidos de una sola cadena, de la cual se conocen 3 tipos:

ARN mensajero (ARN-m): lleva las instrucciones para hacer una proteína en particular desde el ADN en el núcleo, hacia los ribosomas.

ARN de transferencia (ARN-t): lleva los aminoácidos a los ribosomas, se encuentra en el citoplasma de las células.

ARN ribosomal (ARN-r): Es una de las sustancias químicas de las que están compuestos los ribosomas.

Transcripción.

El RNA mensajero (m-RNA), se produce en el núcleo cuando una determinada región del DNA se abre o se extiende y copia el código químico expuesto. El RNA es mucho más corto que el DNA, ya que contiene sólo los nucleótidos suficientes para codificar el ensamble de los aminoácidos en una proteína. Al proceso de copia del código del DNA para sintetizar RNA se le llama transcripción, éste se hace sobre una de las dos cadenas del DNA, la cual expone sus bases y en ellas se aparean nucleótidos de RNA, mientras que la otra cadena de DNA permanece inactiva.

Inicio de la transcripción.

 

La transcripción es catalizada por la enzima RNA-polimerasa. Al inicio, la enzima se une al DNA en una secuencia de nucleótidos específica denominada secuencia promotora, abre la doble hélice en una pequeña región, y así, quedan expuestos los nucleótidos de una secuencia corta de DNA.

Luego, la enzima va añadiendo ribonucleótidos, moviéndose a lo largo de la cadena molde, separando las dos cadenas de la hélice y exponiendo nuevos nucleótidos con los que se aparearán los ribonucleótidos complementarios.

Término de la transcripción.

La tamaño de la nueva cadena de RNA continúa hasta que la enzima encuentra otra secuencia de nucleótidos especial, que es la señal de terminación.

En este momento, la polimerasa se detiene y libera a la cadena de ADN molde y a la recién sintetizada cadena de ARN.

En este proceso, la información se transcribe de la cadena molde de ADN a una ARN-m en la dirección 5’, 3’.

El ARN-m transcrito a partir del DNA es, entonces, la copia activa de la información genética. Contiene las instrucciones codificadas en el DNA, y con ello, el m-RNA determina el orden o secuencia de aminoácidos en las proteínas.

Código genético.

La correspondencia entre el lenguaje de nucleótidos del DNA y el lenguaje de aminoácidos en las proteínas, se denomina el código genético. Las proteínas contienen 21 aminoácidos diferentes, pero el ADN y el ARN contiene sólo cuatro nucleótidos distintos.

La existe un código de tres nucleótidos, o código de tripletes, que fue demostrada cuando se descifró el código genético, y con ello, se estableció que consiste en un sistema de 64 combinaciones de tripletes (codones) en el m-RNA (copiado a partir del DNA) que especifica los aminoácidos y el orden de los mismos en una cadena polipeptídica.

Traducción.

El ensamble de una molécula de proteína, de acuerdo con el código de una molécula de ARN-m, se conoce como traducción.

La cadena de ARN-m está dividida en tripletes llamados codones, que según el código genético, determina la secuencia de aminoácidos de las proteínas sintetizadas.

1. El ARN-m con la codificación transcrita del ADN, se pega a una parte del ribosoma.

2. El ARN-t que está en el citoplasma, recoge una de las muchas moléculas de aminoácidos existentes en el citoplasma. Con los aminoácidos pegados al ARN-t, se mueven hacia donde se localiza el ARN-m que está pegado al ribosoma.

3. Los ARN-t se une al ARN-m mediante de su anticodón complementario.

4. A medida que el ARN-m se mueve dentro del ribosoma, el siguiente codón hace contacto con el ribosoma. En ese momento, el ARN-t se une al codón que le corresponde, mientras que los aminoácidos que están uno junto al otro, se unen mediante enlace peptídico.

5. Por ultimo, se desprende la primer molécula de ARN-t. Al codón que le antecede se mueve a su lugar repitiéndose los pasos 3 al 5 hasta descifrar todo el mensaje completo. 

La sintesis de proteinas en resumen se puede representar mediante la siguiente ecuación: