Mecanismos de Síntesis Proteica: Iniciación, Elongación y Terminación

La Síntesis Proteica: Un Proceso Fundamental

La síntesis de proteínas, también conocida como traducción genética, es un proceso biológico esencial que convierte la información genética del ARN mensajero (ARNm) en una secuencia específica de aminoácidos para formar una proteína funcional. Este complejo mecanismo se divide en tres fases principales: iniciación, elongación y terminación.

Fase 1: Iniciación de la Traducción

La iniciación presenta ligeras diferencias entre organismos procariotas y eucariotas. En los procariotas, el ARNm no está sometido a maduración, como sí ocurre en los eucariotas, y la traducción puede iniciarse incluso antes de que termine la transcripción.

1. La síntesis comienza cuando la subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se unen en un punto localizado cerca del codón iniciador, que marca el comienzo de la proteína.
2. Un primer aminoacil-ARNt (aquel cuyo anticodón está formado por tres bases complementarias a las del codón iniciador) entra en el sitio P del ribosoma. Este primer ARNt lleva unido un aminoácido:
   • En los procariotas, es la formilmetionina.
   • En los eucariotas, es la metionina.
   Todas las proteínas inician su síntesis con uno de estos aminoácidos, aunque en algunos casos se pueden separar una vez constituidas.
3. A la subunidad pequeña del ribosoma, al ARNm y al primer aminoacil-ARNt se les une la subunidad grande del ribosoma, con lo que queda completo el complejo de iniciación. El GTP aporta la energía para este ensamblaje. El ARNt de iniciador está en el sitio P, y el sitio A está disponible para que un nuevo aminoacil-ARNt incorpore el aminoácido siguiente.

Fase 2: Elongación de la Cadena Polipeptídica

La elongación consiste en el alargamiento de la cadena proteica y es una fase que comienza con la adición del segundo aminoácido y termina al incorporarse el último. El sentido de avance de la síntesis proteica se realiza de la siguiente manera:

• La secuencia de nucleótidos del ARNm se lee en sentido 5' → 3'.
• Los aminoácidos que forman la proteína se van uniendo desde el extremo amino-terminal hasta el extremo carboxilo-terminal.

3. La elongación se inicia cuando un segundo aminoacil-ARNt entra en el ribosoma y ocupa el sitio A, que se halla libre.
4. El siguiente paso es la formación de un enlace peptídico entre el aminoácido que se encuentra en el sitio P y el nuevo aminoácido que ocupa el sitio A. La reacción de formación del nuevo enlace peptídico está catalizada por la enzima peptidil transferasa. Su actividad catalítica reside en el ARNr que forma parte de la subunidad grande del ribosoma. Esto ha llevado a pensar que esta enzima es una ribozima.
5. Como consecuencia de la formación del enlace peptídico, el segundo aminoacil-ARNt queda unido por un extremo al dipéptido formado y por el otro a su codón complementario.
6. A continuación, se produce la translocación del ribosoma, proceso que requiere energía aportada por el GTP y unas proteínas denominadas factores de elongación. La translocación implica el desplazamiento del ribosoma a lo largo del ARNm en sentido 5' → 3'. Como este desplazamiento es exactamente de 3 bases (un codón), el primer ARNt (ya sin aminoácido) abandona el ribosoma por el sitio E. El ARNt con el dipéptido (o la cadena creciente) se mueve del sitio A al sitio P, quedando libre el sitio A. En estas condiciones, otro aminoacil-ARNt se puede incorporar al sitio A, de manera que el proceso de alargamiento de la cadena proteica puede continuar, repitiéndose el ciclo tantas veces como aminoácidos tenga la proteína.

Fase 3: Terminación de la Cadena Proteica

Esta fase comprende los pasos necesarios para liberar la cadena polipeptídica ya formada de su unión al ARNt desde el sitio P y, al mismo tiempo, separar el ribosoma del ARNm.