que sea de mucha ayuda

1. PROTEÍNAS
M.C. ANA ISABEL GARCÍA SANTIAGO

2. • Las proteínas son los productos finales de la información genética. Una célula
necesita miles de proteínas diferentes que deben sintetizarse en respuesta a las
necesidades celulares, ser transportadas a la localización celular adecuada y
degradarse cuando cuando ya no se necesite su presencia.

3. Estructura de las proteínas
• Existen 20 aminoácidos, donde cada uno tiene
un radical diferente.

4. Aminoácidos hidrófobos
Alanina (Ala) Valina (Val) Leucina (Leu) Isoleucina (Iso)
Prolina (Prl)
Metionina (Met) Fenilalanina (Fen) Triptófano (Trp)

5. Aminoácidos polares hidrofílicos
Serina (Ser) Treonina (Tr)
Glutamina (Gln)
Asparagina (Asn) Cisteína (Cis) Glicocola (Gli)
Tirosina (Tir)

6. Aminoácidos ácidos y básicos
AMINOÁCIDOS BÁSICOS AMINOÁCIDOS
(carga positiva) ÁCIDOS
(Carga negativa)
Lisina (Lis) Ácido aspártico
(Asp)
Arginina (Arg)
Ácido glutámico (Glu)
Histidina (His)

7. Enlace peptidico
• Los aminoácidos se unen por medio del enlace peptídico.
• Se forma un enlace peptídico entre el grupo carboxilo de un aminoácido
(aminoácido 1) y el grupo amino de otro aminoácido (aminoácido 2).

8. El código genético: ARN y proteínas
• Def. Es la regla de correspondencia que existe entre la secuencia de
bases del ARN con la secuencia de aminoácidos en las proteinas.
• El idioma del ARN con las proteínas, es un código, llamado Código
Genético, formado por tríos de bases (tripletes), donde tres nucleótidos
del ARN codifican a los aminoácidos en proteínas.
• El ARN usa cuatro "letras": A, U, G y C.
La proteína puede tener 20 "letras": los aminoácidos.
¿De qué manera codifica el ARN a la proteína?
• Si una base del ARN codificara a un aminoácido,
el ARN solamente podría codificar a 4 aminoácidos.
No serían suficientes para codificar a los 20 aminoácidos.
• Si dos bases de ARN codificaran a un aminoácido, el AR podría codificar a
16 aminoácidos.
Tampoco serían suficientes para codificar a los 20 aminoácidos. Si 3 bases
de ARN codificaran a un aminoácido, el ARN podría codificar a 64
aminoácidos.
Más que suficientes para cubrir a los 20 aminoácidos

9. El código genético tiene una serie de
características
• Es universal, pues lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos. Solo existen algunas
excepciones en unos pocos tripletes en bacterias.
•No es ambigüo, pues cada triplete tiene su propio significado
• Todos los tripletes tienen sentido, bien codifican un aminoácido o bien indican
terminación de lectura.
•Es degenerado, pues hay varios tripletes para un mismo aminoácido, es decir hay codones
sinónimos.
•Carece de solapamiento,es decir los tripletes no comparten bases nitrogenadas.
•Es unidireccional, pues los tripletes se leen en el sentido 5´-3´.

10. El código genético
• AUG: codón de inicio,
codifica a la metionina
UAA,UAG, UGA:
codones de fin,
funcionan como señal
de alto
• Código genético
degenerado: en la
mayoría de los casos,
hay más de un codón
por aminoácido
(máximo 6)

11. Evidencia de porqué son tripletes
• Los estudios en mutaciones muestran que el código genético es un código de
tripletes.
• Si se cambia una sola base del código genético, en el ADN, el ARNm codificaría a
otro polipéptido. Esto se conoce como mutación

12. Excepciones a la Universalidad del Código
Significado en
Significado en
Código
Organismo Codón Código
Mitocondria
Nuclear
l
Todos UGA FIN Trp
Levadura CUX Leu Thr
Drosophila AGA Arg Ser
Humano, bovino AGA, AGC Arg FIN
Met
Humano, bovino AUA Ile
(iniciación)
AUU, AUC, Met
Ratón Ile
AUA (iniciación)
El código genético mitocondrial es la única excepción a la universalidad del código, de
manera que en algunos organismos los aminoácidos determinados por el mismo
triplete o codón son diferentes en el núcleo y en la mitocondria.

13. EL PROCESO DE TRADUCCIÓN: LA
BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS
La última etapa del flujo de información genética
M.C. Ana Isabel García Santiago

14. Procariota Eucariota
Traducción es simultánea con transcripción Traducción: separación espacial y temporal
Los ARNm suelen tener una vida menor Los ARNm suelen tener una vida mayor
Los ARNm sufren procesos de síntesis mucho más Los ARNm sufren procesos de síntesis mucho más
sencillos, la traducción puede empezar antes de que complejos. La transcripción y la traducción ocurren en
finalice la transcripción. lugares distintos
En los ARN policistrónicos existe una secuencia de Shine- No presentan la secuencia de de Shine-Dalgarno,
Dalgarno* en el 5’UTR por cada cistrón. presentan la secuencia Kozak
Sistemas de traducción en: citosol Sistemas de traducción en: citosol, mitocondria y
cloroplastos
El transcrito primario resultante de la transcripción se La cadena polipeptídica recién liberada del ribosoma no
puede utilizar directamente como ARNm para la suele ser funcional y requiere de procesos de
codificación de proteínas plegamiento y procesamiento postraduccional
*sirve como sitio inicial de anclaje del ARNm al ribosoma, a
través de su interacción con parte del extremo 3’ de la
molécula de ARNr 16S

15. OTRAS DIFERENCIAS
Secuencia Shine Dalgarno - Procariotes
5'--UAAGGAGGU(5-10 bases) AUG mRNA
3'--AUUCCUCC........ 16S rRNA
Secuencia Kozak - Eucariotes
5'--ACCAUGG- mRNA

16. EL PROCESO DE TRADUCCIÓN
Requiere:
• Ribososmas
• ARNm
• Aminoácidos activados
• ARNt
• Energía (ATP, GTP,)
• Iones de magnesio
• Factores proteicos no ribosomales (interaccionan con moléculas de
aminoacil-ARNt, con los ribosomas y el ARNm)
• Enzimas no ribosomales
• RIBOSOMAS: es una compleja maquinaria molecular formado por
mas de 50 proteínas y rARN, que se desplaza sobre el mARN
capturando moléculas de tARN y uniendo los aminoácidos que
transportan, para formar la cadena proteica

17. Ribosomas
• Componentes moleculares de la síntesis
• Son organelos celulares donde el ARNm es
traducido. Esta formado por dos
subunidades, y cada una de ellas contiene
ARNr y proteínas ribosomales.
• En la traducción, el ARNm pasa a través del
ribosoma, donde los codones son Subunidad grande
Subunidad
reconocidos por los ARNt que van unidos a
pequeña
su aminoácido específico.
• Cada subunidad ribosomal esta compuesta
por ARNt (ARN ribosomal) y proteínas 3'
ribosomales.
• En las células eucarióticas, las unidades
grandes son las 60S y contienen a los ARNt
28S, 5.8S y 5S más cerca de 50 proteínas ARNm
5'
ribosomales. La unidad pequeña es 40S y En eucariotas: se almacenan generalmente
contiene al ARNt 18S, más cerca de 30 en el lumen del RER. Luego maduración en
proteínas. Golgi. Estan presentes citosol mitocondria y
citoplasma

18. Salida
RIBOSOMAS Tunel
Peptidiltransferasa
Aminoacido
GTPasa
Iniciación en Procariota

19. FUNCIONES DE LOS RIBOSOMAS
• Traen al “templete” la molécula con el amino ácido apropiado.
• Durante el funcionamiento las subunidades pueden asociarse y disociarse.
• La decodificación: Se mueven a lo largo del mRNA descifrando el código para la
conversión de un nucleótido a su secuencia de amino ácidos. En condiciones
normales, el error es mínimo: un aminoácido equivocado por cada 10.000 lecturas.
• La actividad de transferencia peptídica, o peptidil-transferasa: Catalizan la
formación del enlace peptídico entre amino ácidos utilizando ATP o GTP. La
peptidil-transferasa es una actividad enzimática ligada a la subunidad mayor del
ribosoma.
• Altman y Cech descubrieron en 1981 que ciertos RNA pueden estar dotados que
capacidad enzimática. Premio Nobel de Química en 1989.
• Translocación: cambio de los ARNt de posición en el ribosoma.

20. Funcionamiento del ribosoma en la
traducción
• Al principio las dos subunidades están
separadas, ensamblándose en el codon de
iniciación.
• Luego se desplaza y va leyendo y colocando
aminoácidos.
• Al final se disocia del mensajero, se suelta y
vuelve a empezar.
• Si al mismo mensajero se asocian varios ribosomas
(polirribosoma o polisoma) se producen varias
proteínas polipéptidos simultáneamente de un solo
ARNm

21. Componentes moleculares de la
síntesis 3: ARNt
• Los ARNt llevan a los aminoácidos a los
ribosomas durante la traducción, para ser
ensamblados en una cadena polipeptídica.
• Los ARNt son codificados por los genes.
• Todos los ARNt tienen tamaño y forma
similar.
• Todos los ARNt tienen el triplete CCA en la
terminal 3', donde los aminoácidos se
pegan.
• La otra "terminal" de la molécula de ARNt
es el anticodón, el cual durantte la
traducción, "lee" que coincida el codón del
ARNm.

22. Los componentes moleculares de la
síntesis 1: ARNm
• El ARN mensajero tiene un principio, una secuencia y un final.
• El ARNm varía en longitud.
La secuencias del ARNm varían debido a que las secuencias de los aminoácidos
codificados difieren, al principio y al final.
Presentan estructuras tridimensionales y funciones diferentes

23. ARN mensajero (ARNm)
• una gran inestabilidad metabólica, por lo tanto, para la
síntesis continua de una determinada proteína debe existir
una síntesis permanente de su ARNm
• El precursor nuclear del ARNm maduro = ARN heterogéneo
nuclear (ARNhn).
• El ARNm se une en el citoplasma, a las dos subunidades
ribosomales, constituyendo el ribosoma activo, que es la
estructura celular responsable de la síntesis de proteínas.
• El ARNm especifica la secuencia en que deben de insertarse
los aminoácidos en la síntesis de polipéptidos. Se traduce
en la especificación de la estructura primaria de las
proteínas.

24. •
ARNt
Los ARNt tienen entre 73 y 93 residuos nucleotíticos. Como mínimo cada ARNt tiene 8
bases modificadas.
• Sus bases no tiendan también a emparejarse según la ley de la complementariedad.
• La presencia de bases modificadas es común en los ARNt.
• Hay al menos un ARNt para cada aminoácido, pero algunos aminoácidos requieren más de
un ARNt específicos de ese aminoácido= denominados ARNt isoaceptores.
_Los ARNt portan su
aminoácido
correspondiente en su
extremo aceptor.
_Los ARNt se unen por su Brazo Aceptor
extremo anticodón a su
secuencia de bases
Brazo T ó C:
complementaria en el de Brazo D: de
reconocimie reconocimiento
ARNm. nto del de la aminoacil-
ribosoma ARNt sintetasa
Brazo
variable
Los 20 aminoácidos =
aminoacil-ARNt = complejos
aa + ARNt.

25. Codón-anticodón y teoría de “wobble”
• Pareo codón-anticodón:
Pueden reconocer más de
un codón.
• Ocurre el pareo de
“wobble”: aplica a la
primera del anticodón o
tercera del codón

26. Fases proceso de traducción
• Activación de los aminoácidos
• Iniciación
• Crecimiento (elongación)
• Terminación
• Modificaciones o procesamiento

27. TRADUCCIÓN EN PROCARIOTAS

28. ACTIVACIÓN DEL AMINOÁCIDO
Def: es la unión del aminoácido con el ARNt
específico
• Formación de aminoacil-adenilato: los amino
ácidos se convierten en una forma más reactiva
antes que ocurra la polimerización.
• Ocurre en el citosol y es catalizado por sintetasas
de aminoacil-tRNA.
• Ocurre en dos pasos.
• ATP y magnesio

29. ACTIVACIÓN DE
LOS
AMINOÁCIDOS
Una enzima llamada
aminoacil-ARNt
sintetasa agrega los
aminoácidos correctos
a los ARNt.
Funciones de Aminoacil-ARNt-sintetasa:
Se encargan de unir de manera específica cada aminoácido con su(s) ARNt
correspondiente(s)
Poseen capacidad autocorrectora o de lectura de pruebas, rompiendo el enlace
formado si la relación aminoácido-ARNt no es la correcta
El proceso se llama aminoacilación o "carga".
Al haber 20 aminoácidos, también hay 20 aminoacil-ARNt sintetasas.
Todos los ARNt con el mismo aminoácido son cargados por la misma enzima.

30. ACTIVACIÓN DEL AMINOÁCIDO

31. EUCARIOTA PROCARIOTA

32. PROCARIOTA
INICIACIÓN
PROCARIOTAS
• El complejo de inicio se forma por
unión de las subunidades del
ribosoma y el iniciador (met-ARNt) al
principio del códon del ARNm.
• Interacción del ribosoma 40S y el
metionil-ARNti se produce
directamente con el primer triplete
de iniciación próximo al extremo 5’
del ARNm (Secuencia Shine-Dalgarno)
+ Primer aa: N-formil-metionina.
(siempre)
• COMPLEJO DE INICIACIÓN
– N-formil-metionina en bacterias
– Metionina en la célula eucariota.

33. Iniciación de la traducción
Una vez reconocido este codón, se une la subunidad
grande al complejo de iniciación 30S. Se forma entonces
el complejo de iniciación 70S, en el que el extremo
aceptor del ARNt iniciador, unido al aminoácido formil-
metionina (la metionina está formilada en el a -
amino), se encuentra en una cavidad de la subunidad
grande denominada “centro peptidil-transferasa”.
Se necesita de 3 factores de iniciación diferentes (IF-1, IF-
2, IF-3) y GTP, para que el ribosoma se ensambla
alrededor de la zona 5’ del ARNm, con la unión del
primer aminoacil-ARNt al sitio P (peptidilo) del ribosoma
y formación del primer apareamiento codón-anticodón.

34. FACTORES DE INICIACIÓN
• IF3: Se une a la subunidad ribosómica 30S;
impide la asociación prematura de la
subunidad 50S; mejora la especificidad Secuencia
Shine-Dalgarno complejo de
del sitio P hacia fMet-tRNAfMet pre iniciación
• IF2-GTP (forma activa): Se une al fMet-
tRNA y facilita la unión a la subunidad
ribosómica 30S. Estimula la unión de este
al complejo iniciación
• IF1: ??? Reciclaje ribosomas. Evita la
unión prematura del tRNA al sitio A
Los aa-tRNA llegan acompañados de un
factor (eIF-2) que se reciclará mediante el
factor eIF-2B.
complejo de
Cuando se une la subunidad grande se disocian iniciación
todos los factores proteicos. IF3 salen pero
IF2 ha de hidrolizar el GTP para salir.

35. Elongación
La elongación es similar en procariotas y eucariotas
Hay tres factores de elongación:
EF-Tu eEF-1a
procariotas EF-Ts eucariotas eEF-1b
EF-G eEF-2
EF-Tu: Media la entrada del aminoacil tRNA
EF-Ts: Media liberación de EF-Tu-GDP y regeneración de EF-TU-GTP
EF-G: Translocación del ribosoma; utiliza GTP.
El primer paso de esta fase consiste en la unión
del segundo ARNt al sitio “A”. Factores de
elongación: EF-Tu, EF-Ts y EF-G

36. Elongación
• El primer paso de esta fase consiste en la unión del segundo ARNt al
sitio “A”.
• Acción de la peptidiltransferasa: mediante el ataque del grupo NH2 del 2°
aminoacil-ARNt al enlace éster, del 1° aminoacil-ARNt.
• Separación ARNt del aminoácido en locus P.
• Translocación o avance del ribosoma (5’ →3’) sobre el ARNm:
movimiento del ARNt del sitio “P” al sitio “E” y del ARNt del sitio “A” al
sitio “P” y el sitio A vacío, lo que posibilita la entrada de una nueva
molécula de aminoacil-ARNt. El ARNm se mueve simultáneamente con
los ARNt
• Repetición N veces
• Factores de elongación requeridos: EF-Tu, EF-Ts y EF-G

37. FACTORES DE INICIACIÓN

38. Fin de la traducción
La síntesis del polipéptido se lleva a cabo hasta alcanzar el codón de fin
(alto). El polipéptido se escinde del último tRNA y el tRNA se desprende del
sitio P.
Se utilizan factores de liberación ó terminación (RF-1, RF-2, RF-3), que leen los
codones STOP: UAA, UGA y UAG.
Los RF se unen al sitio A (parecido estructural con los ARNt), y contribuyen a:
1) Hidrólisis (1 molécula de agua) del enlace peptidil-tRNA terminal.
2) Liberación del polipéptido sintetizada (abandona el ribosoma por medio de un
túnel que atraviesa la subunidad grande).
Disociación del ribosoma 70S. La unión de los factores IF1 e IF3 a la subunidad 30S
evita que se una de nuevo a la subunidad50S.
-RF1 reconoce los codones UAG y UAA
- RF2 reconoce los codones UGA y UAA
-RF3 es una GTPasa, provoca la disociación del complejo biosintético (Clivaje
peptidil-tRNA)

39. Terminación

40. TRADUCCIÓN
EN EUCARIOTAS

41. La célula eucariotica requiere alrededor de 300 macromoleculas
diferentes para sintetizar un polipéptido
• 70 ó más tipos de proteínas ribosómicas
• 20 o más enzimas para activar los aminoácidos
• 12 o más enzimas auxiliares y factores para inicio, elongación y finalización
de la síntesis del polipéptido
• 100 o más enzimas para la modificación de los diferentes polipéptidos
• 40 o más moléculas de ARN de diferentes tipos.
La síntesis proteica consume hasta el 90% de la energía química utilizada por
la célula en todas las reacciones biosintéticas.

42. BIOSÍNTESIS DE LAS PROTEÍNAS EN
LOS EUCARIOTAS
Utiliza 13 factores de iniciación.
Hay dos factores de crecimiento, eEF-1 y eEF-2 (lleva a cabo translocación).
La terminación en EUCARIOTAS usa los mismos codones: UAG, UAA, y UGA. Sólo un
factor de terminación se une a los tres codones de terminación.

43. Iniciación en Eucariotas
1) Reconocimiento del Cap en el terminal 5’ del RNAm.
• 4 a 6 factores
– ATPasa – helicasa
• Forma el complejo de reconocimiento
2) Formación del complejo de pre-iniciación.
• Met-tRNA, eIF-2a, GTP, subunidad menor del ribosoma.
3) Reconocimiento
• Complejo de reconocimiento se une al complejo preininicador.
– Se desenrrolla el mRNA
» Rompe estructuraciones secundarias
– Dependiente de ATP
4) Unión de las subunidades del ribosoma.

44. Iniciación en Eucariotas
• La unión del ribosoma al extremo 5’
requiere la existencia de un
extremo 3’ funcional.
• Debe de producirse una interacción
entre ambos extremos del ARNm a
través de factores proteicos
extrarribosomales.
• Se produce la interacción del
ribosoma con la caperuza que
permite la unión del ribosoma con
el ARNm: la interacción de la
subunidad menor del ribosoma 40S
se unen primero a la caperuza por
medio de un factor de iniciación
específico (eFI-4E o CBP).

45. Modelo de la síntesis de proteínas en
Eucariotas

46. Iniciación: reconocimiento y escaneo
del AUG
La iniciación de la síntesis proteica cerca del extremo con casquete 5´: el
complejo de preiniciación 43S se une a la estructura de casquete 5´(m7 G) y
luego se desliza a lo largo del mRNA hasta alcanzar un codón de inicio AUG
aceptable, por lo general dentro de unos 100 nucleótidos.
La iniciación de la síntesis proteica sobre sitios de entrada internos del
ribosoma (IRES) de un mRNA: es menos frecuente y ocurre más abajo del
extremo 5´ y recorre el ARNm hasta hallar un codón de inicio AUG.
AUG suele estar formando
parte de la secuencia
GCCA/GCCAUGG o
secuencia de Kozak.

47. INICIACIÓN EN EUCARIOTAS

48. Complejo de
preiniciación
Los organismos eucariotas necesitan muchos factores proteicos para la
colocación de la subunidad pequeña del ribosoma en el primer codon AUG de
iniciación del mRNA.

49. Factores de iniciación en Eucariotas
• eIF-1 y eIF-1A estabilizan el complejo de iniciación además de catalizar su
disociación de este complejo .
• eIF-3 podría ser una especie de pinza que, mediante interacciones con eIF-1 y
complementariedad con los rRNA, estabiliza el complejo 48S e interacciona con
eIF-4G.
• eIF-4A (formado a su vez por los factores 4G, 4A, 4B, 4E). Reconoce el mRNA a
través de la caperuza. Ayuda a la migración del ribosoma en conjunto con eIF-
4Bpara buscar el AUG. Es una ATPasa dependiente de RNA con actividad RNA
helicasa cuya misión es relajar los 15 primeros nucleótidos del mRNA. El mRNA no
está unido linealmente al ribosoma, sino formando una estructura circular por la
interacción de PABP con eIF-4G. Sirve de punto de anclaje de formación de todos
los factores que componen eIF-4F, además de interaccionar con eIF-3 y PABP.
• eIF-5 activa la actividad GTPasa de eIF-2 para indicar que el rastreo del AUG ha
concluido y liberar todos los factores. Gracias a eIF-5B, el Met-tRNAi se coloca
correctamente.
• eIF-6, La subunidad mayor 50S estabiliza la subunidad 60S del ribosoma. La
subunidad mayor 50S unida a eIF-6 —que sirve para mantenerla separada de la
subunidad

51. Iniciación

53. Elongación
Una vez aceptado el ARNt correspondiente al
segundo codón del ARNm, el aminoácido de su
extremo aceptor entra en la cavidad peptidil
tranferasa. Se produce un dipéptido (dos
aminoácidos unidos mediante enlace peptídico)
que queda unido al segundo ARNt.

54. Elongación en Eucariotas
• Acoplamiento perfecto entre el aminoácido, el anticodón y el
codón.
– Requiere energía
• Proceso envuelve cuatro pasos.
– Unión de tRNA-aa en el sitio A del ribosoma.
– Verificación de que es el tRNA-aa correcto.
– Formación del enlace péptido
– Translocación
• Adelantar el mRNA un codón.
• Mover la cadena peptídica-tRNA del lugar A al lugar P en el
ribosoma.
• Ocurre en la cavidad entre las unidades del ribosoma.
• Utiliza factores de extensión (eEF).

55. Terminación en
Eucariotas
• Ocurre cuando un codón terminal
llega al sitio A del ribosoma.
• Participa un único factor de
terminación (eTF) que reconoce a
los tres tripletes de terminación.
• Se une al codon
• Requiere uso de energía (GTP)
• Hidroliza el enlace ester del
tRNA que contiene la cadena
polipeptídica.
• Libera la cadena polipeptídica.
• Se disocian las subunidades del
ribosoma.

56. Terminación

58. Modificaciones postraduccionales
• Modificaciones bioquímicas:
• Rompimiento proteolítico
• Alteraciones N-terminal: deformilasas y
peptidasas.
• Modificaciones: Fosforilaciones e hidroxilaciones.
• Adición de grupos prostéticos: metales y
cofactores.
• Formación puentes de azufre.
• Enlace de carbohidratos y lípidos, hidroxilaciones

60. Degradación de proteínas
• Proteínas celulares y extracelulares son
degradadas continuamente y
reemplazadas por proteínas acabadas de
sintetizar.
• Proteínas extracelulares son degradadas
por: proteasas lisosomales.
• Proteínas intracelulares utilizan proteasas
dependientes de ATP asociadas a
complejos grandes de proteínas llamados
proteosomas
Proceso de degradar proteínas en células
eucarióticas: ubiquitinilación. Cuando ubiquitina
se enlaza a una proteína la destina para
degradarse.El proceso de degradación ocurre en
los lisosomas o una estructura macromolecular
llamada proteosoma

61. Reguladores
• Inhibidores controlados por grupo heme.
• Interferones: son proteínas que interfieren
con la replicación viral.
• Antibióticos:
puromicina, estreptomicina, tetraciclina, eritro
micina, cloranfenicol y ciclohexamida.
• Toxina de difteria: enzima secretada por
Corynebacterium diphtheriae