El papel de los ribosomas y los enlaces peptídicos en la traducción genética
Revisión del ensamblaje de polipéptidos
Hasta ahora, hemos tenido mucha práctica con el proceso de traducción. Es el segundo paso del dogma central, que consiste en convertir el código genético del ARNm en una cadena de aminoácidos . Durante la traducción, las moléculas de ARNt primero coinciden con los aminoácidos que se ajustan a sus sitios de unión. Luego, se unen a la hebra de ARNm haciendo coincidir sus anticodones con los codones de ARNm. Sabemos que los aminoácidos se ensamblan en el orden correcto debido a un buen reconocimiento de codones. Pero, ¿cómo comenzamos el ensamblaje de polipéptidos? ¿Los aminoácidos se unen mágicamente? ¿Cómo nos aseguramos de obtener el ARNt, el ARNm y los aminoácidos en el mismo lugar al mismo tiempo?
Puede recordar una estructura diminuta en la célula llamada ribosoma. Los ribosomas son los pequeños “puntos” que viven en el retículo endoplásmico rugoso que rodea el núcleo de una célula. Son orgánulos muy importantes que hacen posible el ensamblaje de polipéptidos. En esta lección, nos centraremos en el ribosoma y el papel que desempeña para ayudar a comenzar la traducción genética.
Ribosomas y enlaces peptídicos
La traducción es más fácil de entender cuando se piensa en ella como seguir una receta de su plato favorito. La hebra de ARNm es como la receta porque contiene todas las instrucciones para hacer un producto. El ARNm es el tipo de ARN que codifica la información genética que se encuentra en el ADN. Cuando el ARNm sale del núcleo, primero busca una estructura diminuta llamada ribosoma. Este será el sitio real de traducción.
Quizás recuerde que un ribosoma es un orgánulo celular que ayuda a ensamblar cadenas de aminoácidos. Está hecho de ARN ribosómico o ARNr y proteína. Los ribosomas se encuentran en el retículo endoplásmico rugoso, o RER, que rodea el núcleo de una célula. De hecho, los ribosomas son la razón por la que el RER se denomina “rugoso”; dan al retículo endoplásmico una apariencia rugosa cuando se observan con un microscopio.
De todos modos, puede pensar en el ribosoma como una especie de “sartén” de traducción; es el lugar donde ocurre toda la acción. El ribosoma sirve como un eje central donde todos los ingredientes se combinan mediante la maquinaria de la célula. Entonces, si el ribosoma es la sartén y el ARNm es la receta, ¿cuáles son exactamente los ingredientes?
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Los ingredientes de nuestro producto proteico serán los aminoácidos. Puede recordar que los aminoácidos son las moléculas orgánicas que sirven como monómeros para las proteínas. Hay 20 aminoácidos diferentes para elegir, y sus combinaciones exactas son únicas para cada proteína, por lo que es crucial que coloquemos los aminoácidos en el orden correcto.
Cuando dos aminoácidos se unen mediante un enlace químico, lo llamamos enlace peptídico . Un enlace peptídico es un enlace covalente entre dos aminoácidos. Sabemos que las proteínas están formadas por largas cadenas de aminoácidos. Entonces, si tiene una cadena de aminoácidos, también tiene muchos enlaces peptídicos. Por esta razón, a menudo usamos la palabra polipéptido para describir una cadena de aminoácidos. Un polipéptido es una cadena de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. ‘Poli’ significa ‘muchos’, al igual que en la palabra ‘polímero’; y “péptido” se refiere a un enlace peptídico, por lo que una molécula con muchos enlaces peptídicos se denomina polipéptido. Si un polipéptido es el producto final que obtenemos de la traducción, entonces los enlaces peptídicos son como la mezcla de los ingredientes en nuestra sartén.
Estructura del ribosoma
Tenemos muchos términos y moléculas nuevos flotando por aquí. Entonces, veamos cómo encaja todo. Empezaremos por la celda. Dentro de la célula está el núcleo y rodeándolo está el retículo endoplásmico. Podemos ver puntos en el RE rugoso, que son los ribosomas. Les gusta sentarse cerca del núcleo porque están esperando que salgan los ARNm. Las hebras de ARNm son el resultado de la transcripción, que ocurre dentro del núcleo. Entonces, una vez que se realiza la transcripción, sale el ARNm, y sentados allí esperando están todos los ribosomas. Los ARNm se unen a los ribosomas para iniciar la traducción.
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Bien, ahora tenemos un ARNm que se ha convertido en un ribosoma. El ribosoma es una proteína especial que está construida para aceptar la hebra de ARNm. En realidad, tiene dos partes diferentes, una parte aproximadamente dos veces más grande que la otra. La parte pequeña se llama subunidad ribosómica pequeña y la hebra de ARNm se encuentra encima de ella. La mayor parte se llama subunidad ribosómica grande. Se asienta sobre la cadena de ARNm y tiene puntos especiales para que entren las moléculas de ARNt.
Puede pensar en las subunidades de ribosoma como una especie de sándwich de la hebra de ARNm. Cuando las subunidades se unen, llamamos ribosoma a todo el complejo. Por lo general, haremos visible el ARNm en nuestros dibujos para que parezca que está separando las subunidades ribosómicas. Pero tenga en cuenta que, en realidad, las subunidades se conectan en todos los sentidos, como un rollo de papel higiénico. El ARNm pasa por la mitad del ribosoma.
A continuación, vamos a necesitar la molécula de ARNt. Lleva consigo un aminoácido y en la parte inferior del tRNA hay un anticodón. El anticodón coincidirá con un codón del ARNm. Entonces, el ARNt se posiciona dentro del ribosoma en su lugar especial. El primer aminoácido cuelga del ARNt y el ARNt está conectado al codón del ARNm. Así es como se ve realmente el comienzo de la traducción. A medida que continúe traduciéndose, la cadena de aminoácidos se alargará y eventualmente saldrá de la parte superior del ribosoma.
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Mientras observa cómo estas moléculas entran y salen del ribosoma, no se preocupe demasiado por cómo funciona realmente. El ribosoma no es completamente sólido en su totalidad. Tiene toneladas de moléculas que se retuercen y se entrelazan por todo el interior. Piense en el ribosoma como una bola de hilo. ¿Alguna vez ha intentado meter los dedos en una bola de hilo? Si la cuerda está lo suficientemente suelta, a veces puedes cavar hasta el centro. De la misma manera, un ribosoma puede permitir que las moléculas encuentren su camino hacia el interior para que pueda ocurrir la traducción. Obviamente, es mucho más complicado que eso. Pero no vamos a hablar aquí de la estructura molecular del ribosoma. Solo imagine que, en general, las hebras de ARN pueden entrar y salir del ribosoma cuando lo deseen.
Formación de enlaces peptídicos
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A medida que la traducción continúa hacia abajo en la cadena de ARNm, se agregará un nuevo aminoácido por cada codón. Si hubiera 15 codones en un gen en particular, entonces el polipéptido tendría 14 aminoácidos de longitud, 14 porque el último codón es siempre el codón de “parada”. Los enlaces entre los aminoácidos son los enlaces peptídicos. Los enlaces peptídicos se producen mediante un proceso llamado síntesis por deshidratación. Probablemente haya escuchado en lecciones anteriores que “síntesis” significa la unión de dos estructuras. “Deshidratación” significa la eliminación de agua o simplemente una molécula de agua. Cuando dos aminoácidos se alinean uno al lado del otro, uno de ellos cede una molécula de hidrógeno y el otro cede un oxígeno y un hidrógeno. Los dos hidrógenos y un oxígeno forman H2O o agua. La molécula de agua se va y los aminoácidos se pegan. El vínculo que los une, como saben,
Resumen de la lección
La traducción genética da como resultado una cadena de aminoácidos, que están unidos por enlaces peptídicos. La traducción ocurre dentro de los ribosomas, que son pequeños orgánulos en el retículo endoplásmico rugoso. Un ribosoma es una proteína compleja formada por dos subunidades. Alberga las cadenas de ARNm y ARNt a medida que avanzan en el proceso de traducción. Los codones de ARNm coinciden con los anticodones de ARNt. Las moléculas de ARNt transportan los aminoácidos. Los enlaces peptídicos que unen los aminoácidos se forman mediante la liberación de moléculas de agua. Una cadena de aminoácidos también se llama polipéptido.
Los resultados del aprendizaje
Al final de esta lección, debería poder:
- Explica cómo ocurre la traducción genética.
- Describir la estructura y función de los ribosomas.
- Definir síntesis de deshidratación