Dogma central: Traducción

Ribosoma sintetizando una proteína.

La traducción es el proceso anabólico mediante el cual ocurre la biosíntesis de proteínas. El proceso consta de dos etapas, la traducción del ARN mensajero, mediante el cual los aminoácidos del polipéptido son ordenados de manera precisa a partir de la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN, y las modificaciones postraducción que sufren los polipéptidos así formados hasta alcanzar su estado funcional.

Componentes que participan del proceso:

ARN mensajero. El ARNm transmite la información genética almacenada en el ADN y determina el orden en que los aminoácidos serán incorporados en la proteína.

ARN de transferencia y aminoácidos. Los aminoácidos son transportados por los diferentes ARN de transferencia (ARNt) que los llevarán hasta el lugar de síntesis proteica.

Ribosomas. Sintetizan las proteínas uniendo los aminoácidos que transportan los ARNt siguiendo la secuencia de codones del ARNm según el código genético.

El código genético define la relación entre secuencias de
tres nucleótidos llamadas codones, y aminoácidos

El proceso de traducción consta de 4 pasos:
1- activación de los aminoácidos
2- formación del complejo de iniciación
3- elongación
4- terminación

A continuación detallaremos cada uno de estos pasos.

Activación de aminoácidos:

La aminoacil ARNt sintetasa primero se une a ATP y al correspondiente aminoácido, liberando pirofosfato inorgánico (PP_i). El complejo enzima-AMP-aminoácido luego se une la molécula apropiada de ARNt, y el aminoácido se transfiere desde el complejo enzimático al extremo 3' del ARNt. Estas enzimas son altamente específicas y existe al menos una de ellas para cada aminoácido. Esta etapa consume 2 uniones de alta energía por cada aminoácido.

Formación del complejo de iniciación:

El ARNm se une a la subunidad menor de los ribosomas, gracias a la señal del caupchon de 7-metil guanosina en el extremo 5´. Este procesos es facilitado por los factores de iniciación (FI).

Luego se asocia el aminoacil-ARNt por complementariedad del anticodón con el codón respectivo, quedando ubicado en el sitio P. Posteriormente se une la subunidad ribosómica mayor, se liberan los factores de iniciación y con gasto de energñia (GTP). Queda entonces formado el complejo de iniciación.

Elongación:

Un nuevo aminoacil-ARNt ingresa al ribosoma en el sitio A, dirigido por el codón del ARNm. Esto ocurre con la ayuda de los factores de elongación y gasto de energía (GTP). Luego la robozima peptidil transferasa cataliza la formación de la unión peptidica entre los aminoácidos y el péptido resultante queda unido al ultimo ARNt que ingresó. Luego se produce el corrimiento del ribosoma (con gasto de GTP) para leer un nuevo codón. El ARNt libre pasa al sitio E y luego se desprende del ribosoma y va hacia el citoplasma para ser cargado con un nuevo aminoácido. Este proceso se repite tantas veces como codones con sentido tenga el ARNm.

Terminación:

Cuando el ribosoma encuentra en el ARNm algunos de los codones sin sentido (UAA, UAG y UGA) es una señal de paro, ya que no especifican ningún aminoácido y por ello se conocen como codones de terminación. Esto determina el final de la síntesis proteica. No existe ningún ARNt cuyo anticodón sea complementario de dichos codones y, por lo tanto, la biosíntesis del polipéptido se interrumpe. Este proceso es regulado por los factores de liberación, de naturaleza proteica, que se sitúan en el sitio A y hacen que la peptidil transferasa separe, por hidrólisis, la cadena polipeptídica del ARNt.

Este proceso es llevado a cabo simultáneamente por varios ribosomas, a lo que se llama polisoma:

El sentido de lectura del ARNm es 5`->3´ y la proteína es sintetizada desde su extremo N-terminal al C-terminal.

Posterior a este proceso de síntesis ocurren las modificaciones postraduccionales dentro de las cuales podemos mencionar: corte de péptidos señalizadores, modificación de aminoácidos, glucosilación, algunos tipos de plegamientos, adición de grupos prostéticos, etc.

El costo energético total para la síntesis de una proteína es de 4 uniones de alta energía por cada aminoácido que es incorporado, sumado a una molécula de GTP que se consume al inicio de la síntesis al ensamblar el ribosoma.

El proceso de traducción se esquematiza en el siguiente video: