¿Qué papel juega el ribosoma en la traducción?

Ribosomas son estructuras proteicas muy diversas que se encuentran en todas las células. En organismos procariotas, que incluyen el Bacterias y Arqueas dominios, los ribosomas "flotan" libres en el citoplasma de las células. En el Eucariota Los ribosomas también se encuentran libres en el citoplasma, pero muchos otros están unidos a algunos de los orgánulos de estas células eucariotas, que componen los mundos animal, vegetal y fúngico.

Puede ver que algunas fuentes se refieren a los ribosomas como orgánulos, mientras que otras afirman que su falta de una membrana circundante y su existencia en procariotas los descalifica de este estado. Esta discusión asume que los ribosomas son de hecho distintos de los orgánulos.

La función de los ribosomas es fabricar proteínas. Hacen esto en un proceso conocido como traducción, que implica tomar instrucciones codificadas en ácido ribonucleico mensajero (ARNm) y usarlas para ensamblar proteínas de aminoácidos.

Células procariotas son las células más simples, y una sola célula prácticamente siempre representa todo el organismo es esta clase de seres vivos, que abarca los dominios de clasificación taxonómica

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Dado que los procariotas tienen necesidades metabólicas más bajas que los organismos más complejos, tienen una densidad relativamente baja de ribosomas en su interior, ya que no necesitan participar en la traducción de tantas proteínas diferentes como más elaboradas las células hacen.

Células eucariotas, que se encuentra en las plantas, animales y hongos que componen el dominio Eucariota, son mucho más complejas que sus contrapartes procariotas. Además de los cuatro componentes celulares esenciales enumerados anteriormente, estas células tienen un núcleo y varias otras estructuras unidas a la membrana llamadas orgánulos. Uno de estos orgánulos, el retículo endoplásmico, tiene una relación íntima con los ribosomas, como verá.

Para que se produzca la traducción, tiene que haber una hebra de ARNm para traducir. El ARNm, a su vez, solo puede estar presente si ha tenido lugar la transcripción.

Transcripción es el proceso mediante el cual la secuencia de bases de nucleótidos del ADN de un organismo codifica sus genes, o las longitudes de ADN correspondientes a un producto proteico específico, en la molécula de ARN relacionada. Los nucleótidos en el ADN tienen las abreviaturas A, C, G y T, mientras que el ARN incluye los tres primeros pero sustituye a T.

Cuando la doble hebra de ADN se desenrolla en dos hebras, la transcripción puede ocurrir a lo largo de una de ellas. Esto lo hace de una manera predecible, ya que A en el ADN se transcribe en U en ARNm, C en G, G en C y T en A. Luego, el ARNm abandona el ADN (y en eucariotas, el núcleo; en los procariotas, el ADN se encuentra en el citoplasma en un cromosoma único, pequeño y en forma de anillo) y se mueve a través del citoplasma hasta encontrar un ribosoma, donde comienza la traducción.

El propósito de los ribosomas es servir como sitios de traducción. Antes de que puedan ayudar a coordinar esta tarea, ellos mismos deben reunirse, porque los ribosomas solo existen en su forma funcional cuando están operando activamente como fabricantes de proteínas. En circunstancias de reposo, los ribosomas se dividen en una par de subunidades, una grande y otra pequeña.

Algunas células de mamíferos tienen hasta 10 millones de ribosomas distintos. En eucariotas, algunos de estos se encuentran adheridos al retículo endoplásmico (RE), lo que resulta en lo que se llama retículo endoplásmico rugoso (RER). Además, los ribosomas se pueden encontrar en las mitocondrias de eucariotas y en los cloroplastos de células vegetales.

Algunos ribosomas pueden unir aminoácidos, las unidades repetitivas de proteínas, entre sí a una velocidad de 200 por minuto, o más de tres por segundo. Tienen múltiples sitios de unión debido a las múltiples moléculas que participan en la traducción, incluyendo transferencia de ARN (ARNt), ARNm, aminoácidos y la cadena polipeptídica en crecimiento a la que se unen los aminoácidos.

Los ribosomas se describen generalmente como proteínas. Aproximadamente dos tercios de la masa de los ribosomas, sin embargo, consiste en un tipo de ARN llamado, acertadamente, ARN ribosómico (ARNr). No están rodeados por una doble membrana plasmática, como lo están los orgánulos y la célula en su conjunto. Sin embargo, tienen una membrana propia.

El tamaño de las subunidades ribosómicas no se mide estrictamente en masa sino en una cantidad llamada unidad de Svedberg (S). Estos describen las propiedades de sedimentación de las subunidades. Los ribosomas tienen una subunidad 30S y una subunidad 50S. El más grande de los dos funciona predominantemente como catalizador durante la traducción, mientras que el más pequeño funciona principalmente como decodificador.

Hay alrededor de 80 proteínas diferentes en los ribosomas de los eucariotas, 50 o más de las cuales son exclusivas de los ribosomas. Como se señaló, estas proteínas representan aproximadamente un tercio de la masa total de ribosomas. Se fabrican en el nucleolo dentro del núcleo y luego se exportan al citoplasma.

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Proteínas son largas cadenas de aminoácidos, de los cuales hay 20 variedades diferentes. Los aminoácidos se unen para formar estas cadenas mediante interacciones conocidas como enlaces peptídicos.

Todos los aminoácidos contienen tres regiones: un grupo amino, un grupo de ácido carboxílico y una cadena lateral, generalmente denominada "cadena R" en el lenguaje de los bioquímicos. El grupo amino y el grupo ácido carboxílico son invariantes; Por tanto, es la naturaleza de la cadena R la que determina la estructura y el comportamiento únicos del aminoácido.

Algunos aminoácidos son hidrofílico debido a sus cadenas laterales, lo que significa que "buscan" agua; otros son hidrofóbico y resistir interacciones con moléculas polarizadas. Esto tiende a dictar cómo se ensamblarán los aminoácidos de una proteína en un espacio tridimensional una vez que La cadena polipeptídica se vuelve lo suficientemente larga como para que las interacciones entre aminoácidos no vecinos se conviertan en una asunto.

El ARNm entrante se une a los ribosomas para iniciar el proceso de traducción. En eucariotas, una sola hebra de ARNm codifica solo una proteína, mientras que en procariotas, una cadena de ARNm puede incluir múltiples genes y, por lo tanto, codificar múltiples productos proteicos. Durante el fase de iniciación, la metionina es siempre el primer aminoácido codificado, normalmente por la secuencia de bases AUG. De hecho, cada aminoácido está codificado por una secuencia específica de tres bases en el ARNm (y algunas veces más de una secuencia codifica el mismo aminoácido).

Este proceso está habilitado por un sitio de "acoplamiento" en la subunidad ribosomal pequeña. Aquí, tanto un metionil-tRNA (la molécula de RNA especializada que transporta metionina) como el mRNA se unen al ribosoma, llegando a más cerca entre sí y permitiendo que el ARNm dirija las moléculas de ARNt correctas (hay 20, una para cada aminoácido) para llegar. Este es el sitio "A". En un punto diferente se encuentra el sitio "P", donde la cadena polipeptídica en crecimiento permanece unida al ribosoma.

A medida que la traducción progresa más allá de la iniciación con metionina, a medida que cada nuevo aminoácido entrante se convocado al sitio "A" por el codón de ARNm, pronto se mueve a la cadena polipeptídica en el "P" sitiofase de elongación). Esto permite que el siguiente codón de tres nucleótidos en la secuencia de ARNm llame al siguiente complejo de ARNt-aminoácido necesario, y así sucesivamente. Finalmente, la proteína se completa y se libera del ribosoma (fase de terminación).

La terminación se inicia mediante codones de terminación (UAA, UAG o UGA) que no tienen ARNt correspondientes, sino que señalan factores de liberación para poner fin a la síntesis de proteínas. El polipéptido se envía y las dos subunidades ribosómicas se separan.