Síntesis de proteínas: Resumen y propósito ¿Qué es la síntesis de proteínas?
Síntesis de proteínas
En biología, la síntesis de proteínas es un proceso esencial que mantiene el funcionamiento de las células. La definición de síntesis de proteínas es el proceso que utilizan las células para crear proteínas. Las proteínas son los componentes básicos de las células y la “síntesis” significa producir. Entonces, la síntesis de proteínas es el proceso de producción de proteínas.
Las proteínas se utilizan para muchas estructuras y funciones del cuerpo. Incluyen mensajeros químicos, como la hormona insulina, y proteínas contráctiles como la miosina, que facilitan la contracción muscular. Sin proteínas, las células no tendrían las estructuras o la maquinaria celular que necesitan para mantener un equilibrio interno, también conocido como homeostasis.
¿Qué crea las proteínas?
Las proteínas son creadas por ribosomas. Los ribosomas son orgánulos que se encuentran en el citoplasma de las células. Leen el material genético como instrucciones y ensamblan los aminoácidos en el orden correcto. Los aminoácidos son moléculas orgánicas que son los componentes básicos de las proteínas. Los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos mediante el proceso de síntesis por deshidratación. Por tanto, los ribosomas son la maquinaria de fabricación de proteínas de la célula.
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Pasos de la síntesis de proteínas
Hay tres pasos principales que conducen a la síntesis de proteínas:
- Transcripción
- Traducción
- Modificación post-traduccional
En las células eucariotas, la transcripción se produce en el núcleo. La enzima ARN polimerasa lee el código genético en el ADN y hace una copia complementaria llamada ARN mensajero (ARNm). La ARN polimerasa lee las cuatro bases en el ADN y agrega los ribonucleótidos apropiados. El ADN usa adenina, guanina, citosina y timina. El ARN usa adenina, guanina, citosina y uracilo. La adenina en el ADN se empareja con el uracilo en el ARN y con la timina en el ADN, y la guanina se empareja con la citosina tanto en el ARN como en el ADN. Luego, el ARNm se procesa para incluir el empalme, una tapa 5 “y una cola poli-A de 3”. Luego, el ARNm maduro se exporta a través del núcleo al citoplasma.
En el citoplasma, se produce la traducción. Durante la traducción, las dos subunidades del ribosoma se intercalan alrededor del ARNm. El ribosoma inicia la síntesis de proteínas y comienza a leer el mensaje de ARNm en grupos de tres nucleótidos, llamados codones. Cada codón codifica un aminoácido.
Otra molécula, llamada ARN de transferencia (ARNt) ayuda a llevar a cabo el alargamiento donde los aminoácidos se llevan al ribosoma y el ribosoma los une mediante enlaces peptídicos. Las moléculas de ARNt tienen una secuencia de nucleótidos llamada anticodón que les permite emparejarse con el codón complementario en el ARNm. Mientras esto sucede, el tRNA lleva los aminoácidos al ribosoma y el ribosoma cataliza la reacción de deshidratación necesaria para unir los aminoácidos. Cuando el ribosoma alcanza el codón de terminación, libera la proteína y el ARNm y la traducción finaliza.
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Sin embargo, las proteínas no existen como cadenas polipeptídicas largas. Más bien, se doblarán en formas tridimensionales. Entonces, después de la traducción, debe ocurrir el plegamiento de proteínas y otro proceso, llamado modificación postraduccional. Durante el plegamiento de proteínas, algunas proteínas se pliegan espontáneamente y otras necesitan ayudantes llamados proteínas chaperonas para facilitar el proceso. En la modificación postraduccional, se pueden agregar grupos adicionales como azúcares, fosfatos o ubiquitina a las proteínas para permitirles tener una funcionalidad completa. Además, algunas proteínas se cortarán o escindirán mediante proteólisis.
Los pasos de la síntesis de proteínas se resumen en la siguiente tabla:
| Paso de síntesis de proteínas | Resumen |
|---|---|
| Transcripción | La ARN polimerasa lee el ADN y crea ARNm en el núcleo de las células eucariotas. |
| Traducción | Los ribosomas leen el ARNm y crean cadenas polipeptídicas a partir de los aminoácidos que se llevan al sitio mediante el ARNt |
| Modificación post-traduccional | La cadena polipeptídica se pliega en una proteína y se pueden agregar moléculas adicionales. |
¿Cuál es el propósito de la síntesis de proteínas?
El propósito de la síntesis de proteínas es producir proteínas para la célula. Las proteínas son absolutamente esenciales para las funciones celulares. Las proteínas tienen muchas funciones en el cuerpo, que incluyen:
- Enzimas
- Hormonas
- Anticuerpos
- Componentes estructurales
- Contracción
- Transportadores
Las proteínas pueden actuar como enzimas, que son catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas. Las enzimas son esenciales para asegurar que las reacciones se lleven a cabo de manera oportuna dentro de las células cuando se necesiten. Las proteínas también actúan como hormonas. Las hormonas son mensajeros químicos que transmiten señales por todo el cuerpo. La señalización hormonal controla nuestro estado de ánimo, reproducción, crecimiento, digestión y más. Las proteínas también forman anticuerpos, que son moléculas utilizadas por el sistema inmunológico para combatir infecciones. Las proteínas son componentes estructurales importantes de la célula y forman el citoesqueleto. Ciertas partes del citoesqueleto, como la actina y la proteína motora asociada miosina, son responsables de la contracción muscular. Las proteínas también son responsables del transporte dentro de las células y por todo el cuerpo. La proteína hemoglobina, por ejemplo.
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Otras proteínas, como las proteínas de canal, permiten el movimiento controlado de iones dentro o fuera de la célula. Por ejemplo, la ATPasa de sodio y potasio es una proteína que mueve los iones de sodio fuera de la célula y trae iones de potasio a la célula. Esto ayuda a crear importantes gradientes electroquímicos que la celda puede utilizar para impulsar otros procesos.
En la siguiente tabla se resumen algunos ejemplos de proteínas y sus usos.
| Proteína | Función |
|---|---|
| Hemoglobina | Transportar oxígeno en el cuerpo |
| Miosina | Facilitar la contracción muscular |
| ATPasa de sodio y potasio | Transportar iones dentro y fuera de las células. |
| Actina | Proteína citoesquelética utilizada para estructura y soporte. |
| Polimerasa de ARN | Sintetizar ARNm |
Resumen de la lección
La síntesis de proteínas es el proceso que utilizan las células para producir proteínas. La síntesis de proteínas tiene tres pasos principales:
- Transcripción
- Traducción
- Modificación post-traduccional
Durante la transcripción, la enzima ARN polimerasa lee el ADN para producir ARNm. Durante la traducción, los ribosomas leen el ARNm para crear proteínas. Durante el proceso de elongación, el ribosoma conecta las moléculas orgánicas que forman las proteínas, llamadas aminoácidos, en una cadena larga mediante enlaces peptídicos. Una molécula llamada tRNA trae los aminoácidos correctos al ribosoma. Después de la traducción, la modificación postraduccional ocurre cuando las proteínas se pliegan, se escinden o se agregan grupos adicionales para su función completa.
Las proteínas tienen muchas funciones en el cuerpo, como la miosina que facilita la contracción muscular o la hemoglobina transportando oxígeno. Las proteínas también sirven como enzimas que llevan a cabo las reacciones químicas necesarias para que las células mantengan la homeostasis.