Traducción Genética: El Proceso de Síntesis de Proteínas en la Célula

Etapas Clave de la Traducción Genética: Síntesis de Proteínas

La traducción es el proceso fundamental mediante el cual la información genética contenida en el ARN mensajero (ARNm) se convierte en una secuencia de aminoácidos, formando una proteína. Este complejo proceso se divide en tres etapas principales:

• Iniciación: En esta etapa, el ribosoma se ensambla con el ARNm y el primer ARNt para iniciar la traducción.
• Elongación: En esta etapa, los ARNt transportan los aminoácidos al ribosoma, donde se unen para formar una cadena polipeptídica.
• Terminación: En esta última etapa, el polipéptido terminado es liberado para que pueda desempeñar su función específica en la célula.

1. Iniciación de la Traducción

Para que la traducción pueda comenzar, son necesarios los siguientes componentes:

• Un ribosoma, la maquinaria molecular encargada de la síntesis proteica.
• Un ARNm con las instrucciones genéticas para la proteína que se va a sintetizar.
• Un ARNt de inicio que transporta el primer aminoácido de la proteína (metionina), cuyo anticodón se empareja con el codón de inicio AUG del ARNm.

El conjunto de estas piezas forma el complejo de iniciación. La iniciación también requiere de moléculas auxiliares llamadas factores de iniciación, así como una fuente de energía (generalmente GTP).

La iniciación de la traducción sucede de la siguiente manera:

El ARNt que transporta la metionina se une a la subunidad ribosomal pequeña. Conjuntamente, se asocian al extremo 5’ del ARNm. Posteriormente, se desplazan a lo largo del ARNm en dirección 3’ (tres prima) hasta que alcanzan el codón de inicio (AUG).

2. Elongación de la Cadena Polipeptídica

La elongación ocurre cuando la cadena de polipéptidos incrementa su longitud mediante la adición secuencial de aminoácidos.

El primer ARNt, que transporta metionina, se posiciona en el sitio P (peptidil) del ribosoma. Adyacente a este, en el sitio A (aminoacil), se expone un nuevo codón. El sitio A será el punto de entrada para el siguiente ARNt, cuyo anticodón es complementario al codón expuesto en el sitio A.

Una vez que el ARNt correspondiente se ha posicionado en el sitio A, se forma el enlace peptídico que une los aminoácidos. Este proceso cataliza la formación de un enlace peptídico, transfiriendo la metionina del ARNt en el sitio P al aminoácido transportado por el ARNt en el sitio A.

Una vez formado el enlace peptídico, el ribosoma se transloca a lo largo del ARNm, moviendo los ARNt de los sitios A y P a los sitios P y E, respectivamente. Esto permite que el primer ARNt, ahora sin su aminoácido, salga del ribosoma a través del sitio E (de salida).

Es importante destacar que la cadena polipeptídica en crecimiento tiene dos extremos distintivos:

• Uno de los extremos tiene un grupo amino libre y se denomina extremo N-terminal.
• El otro extremo del polipéptido tiene un grupo carboxilo expuesto y se llama extremo C-terminal.

3. Terminación de la Traducción

La terminación ocurre cuando un codón de parada (UAA, UAG o UGA) en el ARNm ingresa al sitio A.

Las proteínas llamadas factores de liberación reconocen los codones de parada en el sitio A. Estos factores se unen al ribosoma e interfieren con la actividad de la peptidil transferasa, la enzima que normalmente forma los enlaces peptídicos. En su lugar, catalizan la adición de una molécula de agua al último aminoácido de la cadena polipeptídica. Esta reacción de hidrólisis separa la cadena polipeptídica del ARNt en el sitio P, liberando la proteína recién sintetizada.

Es importante señalar que la maquinaria de traducción es altamente reutilizable. Después de que las subunidades del ribosoma se separan entre sí y del ARNm, cada elemento puede participar en otra ronda de traducción.

Polirribosomas: Síntesis Simultánea de Proteínas

Un polirribosoma (o polisoma) es un conjunto de ribosomas asociados a una única molécula de ARNm para realizar la traducción simultánea de múltiples copias de la misma proteína.

Los ARNm pueden ser traducidos simultáneamente por múltiples ribosomas. Una vez que un ribosoma se ha alejado lo suficiente del sitio de iniciación, otro puede unirse al ARNm y comenzar la síntesis de una nueva cadena polipeptídica. De esta manera, una única molécula de ARNm puede ser traducida por una serie de ribosomas, cada uno sintetizando una copia completa de la misma proteína de forma independiente y progresiva.