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BIOLOGÍA
MOLECULAR
Dr. Sigifredo Arévalo Gallegos
EL PROCESO DE LA
TRADUCCIÓN
TEMA 6 – 6.1.5
Tema 6 – 6.1.5
Indice
6. Traducción.
6.1 Componentes del aparato
traduccional.
6.1.1. RNA mensajero.
6.1.2 RNA ribosomal y ribosomas.
6.1.3 RNAs de transferencia.
6.1.4 Aminoacil tRNA sintetetasas.
6.1.5 Factores de traducción.
Tema 6 – 6.1.5
Resultados de aprendizaje
Comprender la función y las principales
características de los componentes
celulares y moleculares que participan
en la síntesis de proteínas en bacterias
y en organismos eucarióticos.
Tema 6 – 6.1.5
Errores más frecuentes
• Idea: un gen, una proteína
• Dar mayor o menor importancia a la
traducción dentro del dogma central
• No contemplar que en diferentes sistemas
biológicos puede haber variantes en el
mecanismo de traducción
• Olvidar que varios factores pueden
desempeñar una función conjunta
• Confundir las funciones de cada elemento
traduccional (RNAs y proteínas).
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• Creer ribosoma = rRNA
• Dificultades para usar el código genético
• Participación
coordinada de:
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tRNA:
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•20% del total de RNA
En citoplasma
 75-95 nucleótidos
tRNA:
•Aporta los aa’s para la
síntesis de proteínas
•20% del total de RNA
En citoplasma
 75-95 nucleótidos
rRNA:
 Componentes del
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hnRNA heterólogo nuclear
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snRNA: pequeño nuclear
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snoRNA pequeño nucleolar
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Degradación de otras
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miRNA microRNA
inhibe la traducción del
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miRNA microRNA
inhibe la traducción del
mRNA
ProcariotasProcariotas EucariotasEucariotas
Transporta la información
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Procariotas Eucariotas
 Se transcribe y traduce en
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 La traducción puede iniciar
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 Se transcribe y madura en
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citoplasma
 Hay transformaciones
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mRNA maduro
 Vida media prolongada
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Características del mRNA
tRNA
Nomenclatura de tRNA:
Especificidad = tRNA Phe
tRNA´s sinónimos = tRNA Phe1
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tRNA activado = Phe-tRNA Phe1
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Particularidades:
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Ribosomas
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PROCESO FACTOR FUNCIÓN
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IF2 Une el RNAt fmet
al complejo 30S-RNAm; se une a GTP y
estimula la hidrólisis
IF3 Une la subunidad 30S al RNAm; disocia a los monosomas
en subunidades después de la terminación
ELONGACIÓN EF-Tu Se une a GTP; lleva al aminoacil-RNAt al sitio A del
ribosoma
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EF-G Estimula la traslocación, es dependiente de GTP
TERMINACIÓN RF1 Cataliza la liberación de la cadena polipeptídica del RNAt y
disocia el complejo de traslocación; es específico de los
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RF2 Se comporta como RF1; es específico de los codones
UGA y UAA
RF3 Estimula a RF1 y a RF2
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Factores Procariotes Eucariotes
Iniciación
IF1
IF2-GTP
IF3
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EF-Tu-GTP
EF-Ts
EF-G-GTP
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RF2
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FACTORES PROTÉICOS PARA LA INICIACIÓN EN EUCARIOTES
FACTOR FUNCIÓN
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eIF1A
(IF1)
Facilita la unión de Met-RNAt met
con la subunidad 40S
eIF2
(IF2)
Facilita la unión del Met-RNAt Met iniciador a la subunidad ribosómica 40S,
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eIF2B Primer factor que se une a la subunidad 40S; facilita los pasos posteriores.
eIF3 Promueve el Met-RNAt y une el RNAm con la subunidad pequeña
eIF4A La actividad helicasa elimina la estructura secundaria del RNAm para
permitir la unión de la subunidad 40S; es parte del complejo eIF4F
eIF4B Se une al RNAm; facilita el barrido del RNAm para localizar el primer AUG
eIF4E Se une al casquete 5 del RNAm; es parte del complejo eIF4F
eIF4F Une el complejo CAP de los factores eIF5, 4A, 4E y 4G
eIF4G Se une a eIF4E y a la proteína de unión de poli (A); es parte del complejo
eIF4F
eIF4H Es similar al factor eIF4B
eIF5 Promueve la disociación de otros factores de inicio de la subunidad 40S,
reconoce el codón de terminación
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PROCARIOTAS EUCARIOTAS
RIBOSOMA Subunidad grande 50S, subunidad
pequeña 30S, ribosoma completo
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INICIACIÓN Tres factores de iniciación
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iniciador lleva f-metionina; codón
de inicio AUG; la secuencia Shine-
Dalgarno precede al punto de
inicio en el ARNm; se une a una
secuencia complementaria en la
subunidad S del ribosoma
Más de diez factores de
iniciación con múltiples
subunidades llamadas eIF (“e”
de eucariota); el RNAt iniciador
transporta Metionina; el codón
de comienzo AUG; ausencia de
secuencia Shine-Dalgarno.
TIPO DEL CÓDIGO
RNAm
Policistrónico (el RNAm codifica a
menudo más de una proteína)
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codifica una sola proteína)
ELONGACIÓN Factores de elongación
denominados EF-Tu, EF-Ts y EF-G
EF-Tu y EF-Ts son
reemplazados por un solo
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TERMINACIÓN Tres factores liberados RF-1, 2, 3;
RF-3 se une a GTP y el complejo
formado estimula la unión de RF-1
y 2 al ribosoma; la hidrólisis del
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del complejo
Factor de liberación único, eRF,
que se une al ribosoma con
GTP; la hidrólisis del GTP
desencadena la liberación de
RF del ribosoma
Comparación de factores de traducción
BIBLIOGRAFÍA
1.- J. Watson y cols; MOLECULAR BIOLOGY OF THE
CELL; Benjamin/Cummings Publishing Company Inc.;
USA.
2.-Benjamin Lewin; GENES; John Wiley and Sons; USA:
3.-Bruce Alberts y cols.; MOLECULAR BIOLOGY OF THE
CELL; Garland Publishing Inc.: USA.
4.- J. Darnell y cols.; MOLECULAR CELL BIOLOGY;
Scientific American Books; USA.
5.- J.M.Berg, J.L. Tymokzco and L. Stryer. Biochemestry
5a. Edición, WH Freeman and Company
http://www.biologia.arizona.edu/mendel/sets/di/03t.html
http://www.biología.edu.ar/genéticahttp://www.biología.edu.ar/genética
http://ncbi.nlm.nih.govhttp://ncbi.nlm.nih.gov
Estructura terciaria de tRNA
Tema 6 6.1.5
Activación de aminoácidos por tRNAs
Procariotas
Monocistrónico
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Eucariotas
Monocistrónico
Características de mRNA
PROCESO FACTORES FUNCIÓN
INICIACIÓN eIF1, eIF2,
eIF3,
eIF4(complejo)
, eIF5 y eIF6
IF3 se une a la
subunidad ribosomal
pequeña y al mRNA.
IF1 Favorece el
complejo de
iniciación.
ELONGACIÓN EF-1α, EF-2 Permiten una
correcta interacción
con los sitios A y P
en el ribosoma.
TERMINACIÓN RF1 y RF2
(Procariotas) y
eRF2 y eRF3
(Eucariotas)
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Factores de traducción en bacterias

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  • 2. EL PROCESO DE LA TRADUCCIÓN TEMA 6 – 6.1.5
  • 3. Tema 6 – 6.1.5 Indice 6. Traducción. 6.1 Componentes del aparato traduccional. 6.1.1. RNA mensajero. 6.1.2 RNA ribosomal y ribosomas. 6.1.3 RNAs de transferencia. 6.1.4 Aminoacil tRNA sintetetasas. 6.1.5 Factores de traducción.
  • 4. Tema 6 – 6.1.5 Resultados de aprendizaje Comprender la función y las principales características de los componentes celulares y moleculares que participan en la síntesis de proteínas en bacterias y en organismos eucarióticos.
  • 5. Tema 6 – 6.1.5 Errores más frecuentes • Idea: un gen, una proteína • Dar mayor o menor importancia a la traducción dentro del dogma central • No contemplar que en diferentes sistemas biológicos puede haber variantes en el mecanismo de traducción • Olvidar que varios factores pueden desempeñar una función conjunta • Confundir las funciones de cada elemento traduccional (RNAs y proteínas). • Confusiones con diferencias de términos entre bibliografías • Creer ribosoma = rRNA • Dificultades para usar el código genético
  • 6. • Participación coordinada de: – mRNA. – tRNA. – Aminoácidos. – Ribosomas. – Factores de traducción. – Nucleótidos trifosfato. (ATP y GTP) – Aminoacil tRNAs. Componentes de la maquinaria de traducciónal
  • 7. Tipos de RNAs tRNA: •Aporta los aa’s para la síntesis de proteínas •20% del total de RNA En citoplasma  75-95 nucleótidos tRNA: •Aporta los aa’s para la síntesis de proteínas •20% del total de RNA En citoplasma  75-95 nucleótidos rRNA:  Componentes del ribosoma 75% del total de RNA En citoplasma rRNA:  Componentes del ribosoma 75% del total de RNA En citoplasma mRNA: Portador de código genético para las proteínas 5 % del total de RNA En citoplasma 600-3000 nucleótidos mRNA: Portador de código genético para las proteínas 5 % del total de RNA En citoplasma 600-3000 nucleótidos hnRNA heterólogo nuclear precursor de mRNA snRNA: pequeño nuclear procesamiento y ensamblaje del pre-mRNA snoRNA pequeño nucleolar procesamiento y ensamblaje del rRNA siRNA pequeño interferente Degradación de otras moléculas de RNA miRNA microRNA inhibe la traducción del mRNA hnRNA heterólogo nuclear precursor de mRNA snRNA: pequeño nuclear procesamiento y ensamblaje del pre-mRNA snoRNA pequeño nucleolar procesamiento y ensamblaje del rRNA siRNA pequeño interferente Degradación de otras moléculas de RNA miRNA microRNA inhibe la traducción del mRNA ProcariotasProcariotas EucariotasEucariotas
  • 8. Transporta la información genética transcripta desde el DNA hacia los ribosomas para la síntesis de proteínas mRNA
  • 9. mRNAs procarióticos y eucarióticos
  • 10. Procariotas Eucariotas  Se transcribe y traduce en el citosol  La traducción puede iniciar sin terminar la transcripción  Su vida media es corta (minutos)  Se transcribe y madura en el núcleo y se traduce en el citoplasma  Hay transformaciones previas para obtener un mRNA maduro  Vida media prolongada (min-horas) Características del mRNA
  • 11. tRNA Nomenclatura de tRNA: Especificidad = tRNA Phe tRNA´s sinónimos = tRNA Phe1 , tRNA Phe2 tRNA activado = Phe-tRNA Phe1 ,Phe-RNA Phe2
  • 12. Particularidades: • Estructuras de hoja de trébol. • 4 Brazos principales. • Tienen bases adicionales. • Las estructura de todos los tRNA son similares. • Cada tRNA transporta un aa. • En la célula hay de 50-70 tRNA: – tRNA isoaceptores. Molécula que transporta los aminoácidos al ribosoma e interactúa con el mRNA tRNAs
  • 15. Estructura del splicing de un precursor de tRNA
  • 16. Activación de tRNAs y apareamiento codón- anticodón
  • 17. Nomenclatura de aa-tRNAs: • Valil-tRNA sintetasa. • Fenilalanil-tRNA sintetasa. • Glicil-tRNA sintetasa……. Activación de tRNAs por Aminoacil- tRNA sintetasas
  • 18. Reconocimiento de tRNA por Aspartil tRNA sintetasa (AspRS) y arginil tRNA sintetasa.
  • 19. Reconocimiento de un tRNA por su Aminoacil tRNA sintetasa
  • 20. Actividad de hidrólisis para la edición de tRNAs
  • 22. • El ribosoma se compone de: – Subunidad pequeña: • enlaza los tRNA a los codones del mRNA. – Subunidad grande • cataliza la formación de los enlaces peptídicos • El tamaño se mide en l gradiente de sacarosa, S=Svedberg Organelos celulares donde se realiza la síntesis de proteínas, son conjuntos de proteínas y rRNA´s Ribosomas
  • 23. Estructura general de ribosomas en bacterias y eucariótes
  • 24. Localización de componentes protéicos en la subunidad ribosomal mayor de bacterias. Se muestran los rRNAs (5S y 23S) y las proteínas (27/31)
  • 25. El dominio globular de la proteína esta en la superficie del ribosoma y una región se extiende y penetra en el núcleo del rRNA del ribosoma. Estructura de la proteína ribosomal L15 en la subunidad mayor del ribosoma bacteriano
  • 26. Estructura secundaria y terciaria del rRNA 16S
  • 27. Estructura de los rRNAs de la subunidad ribosomal 50S
  • 28. Estructura de ribosomas bacterianos
  • 29. Sitios de unión al tRNA en el ribosoma
  • 31. PROCESO FACTOR FUNCIÓN INICIACIÓN IF1 Estabiliza la subunidad 30S IF2 Une el RNAt fmet al complejo 30S-RNAm; se une a GTP y estimula la hidrólisis IF3 Une la subunidad 30S al RNAm; disocia a los monosomas en subunidades después de la terminación ELONGACIÓN EF-Tu Se une a GTP; lleva al aminoacil-RNAt al sitio A del ribosoma EF-Ts Genera EF-Tu activo EF-G Estimula la traslocación, es dependiente de GTP TERMINACIÓN RF1 Cataliza la liberación de la cadena polipeptídica del RNAt y disocia el complejo de traslocación; es específico de los codones de terminación UAA y UAG RF2 Se comporta como RF1; es específico de los codones UGA y UAA RF3 Estimula a RF1 y a RF2 Factores de traducción en bacterias
  • 32. Factores Procariotes Eucariotes Iniciación IF1 IF2-GTP IF3 eIF1a eIF2-GTP eIF3 Complejo eIF4 eIF5-GTP eIF6 Elongación EF-Tu-GTP EF-Ts EF-G-GTP EF1α-GTP EF2-GTP Liberación RF1 RF2 RF3-GTP eRF1 eRF3-GTP Factores proteicos involucrados en la traducción
  • 33. FACTORES PROTÉICOS PARA LA INICIACIÓN EN EUCARIOTES FACTOR FUNCIÓN eIF1 (IF3) Reconocimiento del codón de iniciación eIF1A (IF1) Facilita la unión de Met-RNAt met con la subunidad 40S eIF2 (IF2) Facilita la unión del Met-RNAt Met iniciador a la subunidad ribosómica 40S, dependiente de GTP eIF2B Primer factor que se une a la subunidad 40S; facilita los pasos posteriores. eIF3 Promueve el Met-RNAt y une el RNAm con la subunidad pequeña eIF4A La actividad helicasa elimina la estructura secundaria del RNAm para permitir la unión de la subunidad 40S; es parte del complejo eIF4F eIF4B Se une al RNAm; facilita el barrido del RNAm para localizar el primer AUG eIF4E Se une al casquete 5 del RNAm; es parte del complejo eIF4F eIF4F Une el complejo CAP de los factores eIF5, 4A, 4E y 4G eIF4G Se une a eIF4E y a la proteína de unión de poli (A); es parte del complejo eIF4F eIF4H Es similar al factor eIF4B eIF5 Promueve la disociación de otros factores de inicio de la subunidad 40S, reconoce el codón de terminación eIF5B Une las dos subunidades.
  • 35. Estructura de un factor de terminación humano (eRF1 y su homología estructural con un tRNA)
  • 36. PROCARIOTAS EUCARIOTAS RIBOSOMA Subunidad grande 50S, subunidad pequeña 30S, ribosoma completo 70S Subunidad grande 60, subunidad pequeña 40S, ribosoma completo 80S INICIACIÓN Tres factores de iniciación llamados 1f-1, 2, 3; el RNAt iniciador lleva f-metionina; codón de inicio AUG; la secuencia Shine- Dalgarno precede al punto de inicio en el ARNm; se une a una secuencia complementaria en la subunidad S del ribosoma Más de diez factores de iniciación con múltiples subunidades llamadas eIF (“e” de eucariota); el RNAt iniciador transporta Metionina; el codón de comienzo AUG; ausencia de secuencia Shine-Dalgarno. TIPO DEL CÓDIGO RNAm Policistrónico (el RNAm codifica a menudo más de una proteína) Monocistrónico (RNA siempre codifica una sola proteína) ELONGACIÓN Factores de elongación denominados EF-Tu, EF-Ts y EF-G EF-Tu y EF-Ts son reemplazados por un solo factor eEF-1;EF-G es reemplazado por el eEF2 TERMINACIÓN Tres factores liberados RF-1, 2, 3; RF-3 se une a GTP y el complejo formado estimula la unión de RF-1 y 2 al ribosoma; la hidrólisis del GTP desencadena el desempalme del complejo Factor de liberación único, eRF, que se une al ribosoma con GTP; la hidrólisis del GTP desencadena la liberación de RF del ribosoma Comparación de factores de traducción
  • 37. BIBLIOGRAFÍA 1.- J. Watson y cols; MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL; Benjamin/Cummings Publishing Company Inc.; USA. 2.-Benjamin Lewin; GENES; John Wiley and Sons; USA: 3.-Bruce Alberts y cols.; MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL; Garland Publishing Inc.: USA. 4.- J. Darnell y cols.; MOLECULAR CELL BIOLOGY; Scientific American Books; USA. 5.- J.M.Berg, J.L. Tymokzco and L. Stryer. Biochemestry 5a. Edición, WH Freeman and Company http://www.biologia.arizona.edu/mendel/sets/di/03t.html http://www.biología.edu.ar/genéticahttp://www.biología.edu.ar/genética http://ncbi.nlm.nih.govhttp://ncbi.nlm.nih.gov
  • 42. PROCESO FACTORES FUNCIÓN INICIACIÓN eIF1, eIF2, eIF3, eIF4(complejo) , eIF5 y eIF6 IF3 se une a la subunidad ribosomal pequeña y al mRNA. IF1 Favorece el complejo de iniciación. ELONGACIÓN EF-1α, EF-2 Permiten una correcta interacción con los sitios A y P en el ribosoma. TERMINACIÓN RF1 y RF2 (Procariotas) y eRF2 y eRF3 (Eucariotas) Reconocen el sitio de terminación y Factores de traducción en bacterias