Traducción en procariotas y eucariotas: fases y diferencias

Traducción en procariotas

La traducción es el proceso biológico por el cual se sintetizan las proteínas. Consiste en el paso de una secuencia de nucleótidos en el ARN mensajero (ARNm) a una secuencia de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Este proceso se lleva a cabo en los ribosomas.

Antes de que comience la traducción, los aminoácidos que formarán la proteína deben activarse. Esta activación ocurre en el citoplasma, donde cada aminoácido se une a una molécula de ARN de transferencia (ARNt) específica mediante la acción de las enzimas aminoacil-ARNt sintetasas. Este proceso requiere energía, que se obtiene de la hidrólisis de una molécula de ATP. El aminoácido queda unido al grupo hidroxilo (-OH) del carbono 3' del último nucleótido del ARNt, que siempre lleva la secuencia adenina-citosina-citosina (CCA).

La síntesis de proteínas comienza incluso antes de que se haya completado la transcripción del ARNm.

Fases de la traducción en procariotas

Iniciación

1. El ARNm se une a la subunidad menor del ribosoma por su extremo 5', gracias al factor de iniciación IF3. Esta unión se produce en una región del ARNm llamada región Shine-Dalgarno, que es complementaria a una secuencia del ARN ribosomal (ARNr).
2. A continuación, el primer aminoacil-ARNt se une al codón de inicio (AUG) del ARNm. El codón AUG es complementario al anticodón UAC del ARNt. Esta unión está mediada por el factor de iniciación IF2.
3. Finalmente, la subunidad mayor del ribosoma se une al complejo de iniciación, con la ayuda del factor de iniciación IF1 y iones de magnesio (Mg²⁺).

La formación del complejo de iniciación requiere energía, que se obtiene de la hidrólisis de una molécula de GTP.

Elongación

1. Unión de un aminoacil-ARNt al sitio A: Un nuevo aminoacil-ARNt se une al sitio A del ribosoma. Este paso requiere GTP y la participación de dos factores de elongación: EF-Ts y EF-Tu.
2. Formación del enlace peptídico: La enzima peptidiltransferasa, ubicada en la subunidad mayor del ribosoma, cataliza la formación del enlace peptídico entre el aminoácido del sitio P y el aminoácido del sitio A.
3. Translocación: El ribosoma se desplaza sobre el ARNm en dirección 5'→3', lo que provoca que el péptido en crecimiento se transfiera del sitio A al sitio P. El ARNt descargado se mueve al sitio E y luego se libera del ribosoma.

Terminación

1. La traducción termina cuando el ribosoma llega a un codón de terminación (UAA, UAG o UGA) en el ARNm. No hay ningún ARNt que reconozca estos codones.
2. Los factores de liberación R1F y R2F, junto con la peptidiltransferasa, participan en la liberación del péptido del ARNt.
3. La energía para la terminación la proporciona la hidrólisis de GTP.
4. La cadena polipeptídica liberada adquiere su estructura secundaria y terciaria.
5. Las dos subunidades del ribosoma se separan.
6. El ARNm puede ser traducido de nuevo si no es degradado.

Polirribosoma o polisoma: Un mismo ARNm puede ser traducido simultáneamente por varios ribosomas, formando una estructura llamada polirribosoma o polisoma.

Traducción en células eucariotas

La traducción en células eucariotas comparte los mismos principios básicos que en procariotas, pero existen algunas diferencias importantes:

• Transcripción y traducción en compartimentos separados: En eucariotas, la transcripción ocurre en el núcleo y la traducción en el citoplasma.
• Mayor estabilidad del ARNm: Los ARNm eucariotas son más estables que los procariotas.
• Presencia de caperuza 5': El extremo 5' del ARNm eucariota tiene una caperuza de 7-metil-guanosina trifosfato, que lo protege de la degradación y facilita su unión al ribosoma.
• ARNm monocistrónicos: Los ARNm eucariotas suelen ser monocistrónicos, es decir, contienen información para una sola proteína.
• Diferente coeficiente de sedimentación de los ribosomas: Los ribosomas eucariotas tienen un coeficiente de sedimentación de 80S, mientras que los procariotas tienen un coeficiente de 70S.
• Primer aminoácido: El primer aminoácido en la traducción eucariota es metionina, no formilmetionina como en procariotas.
• Unión del primer ARNt: En eucariotas, el primer ARNt se une a la subunidad menor del ribosoma antes de unirse al ARNm.
• Diferentes factores de iniciación y elongación: Algunos de los factores de iniciación y elongación son diferentes en eucariotas y procariotas.