Codi Genètic i Cicle de Vida de les Proteïnes

Codi Genètic: Fonaments i Propietats

El codi genètic està constituït per 64 triplets de nucleòtids, anomenats codons. D'aquests, 61 codons tenen sentit (codifiquen aminoàcids) i 3 triplets són senyals de terminació (no codifiquen aminoàcids).

És un codi universal, amb algunes excepcions notables en l'ADN dels mitocondris, ja que aquests orgànuls posseeixen la seva pròpia maquinària de transcripció i síntesi de proteïnes.

Gràcies al codi genètic, podem traduir la seqüència de nucleòtids d'un ARN missatger (ARNm) a la seqüència d'aminoàcids d'una proteïna.

Propietats Clau del Codi Genètic

• Seqüencial i no encavalcat: Els nucleòtids es llegeixen un rere l'altre en grups de tres, i cada triplet segueix l'anterior sense superposar-se.
• Redundant (Degenerat): Diferents codons poden especificar un mateix aminoàcid.
• Unidireccional: Els triplets es llegeixen sempre en el sentit 5'→3'.

Degeneració de la Clau Genètica

La degeneració es refereix al fet que un aminoàcid pot estar codificat per diversos triplets. Com que generalment aquests triplets es diferencien en un sol nucleòtid (sovint el tercer), això representa un avantatge evolutiu. Si es produeix un error en la còpia de l'ADN o l'ARN, es manté una alta probabilitat que la col·linealitat entre el triplet i l'aminoàcid no es vegi alterada, minimitzant l'impacte de les mutacions.

Síntesi Proteica: Poliribosomes

Què és un Poliribosoma (Polisoma)?

Un poliribosoma, també conegut com a polisoma, es forma quan molts ribosomes s'uneixen a una única molècula d'ARNm per traduir-la simultàniament. Aquests ribosomes tradueixen l'ARNm al mateix temps, augmentant significativament l'eficiència de la síntesi proteica.

A mesura que cada ribosoma completa la traducció i és alliberat des de l'extrem 3' de l'ARNm, és probable que es torni a unir ràpidament a l'extrem 5', creant una via circular de ribosomes. La traducció d'una molècula aïllada d'ARNm eucariota per produir una proteïna pot trigar entre 30 segons i 60 minuts.

Cicle de Vida de les Proteïnes: Durada i Degradació

Vida Mitjana de les Proteïnes

La durada de vida de les proteïnes varia considerablement segons la seva funció:

• Proteïnes estructurals: Poden durar mesos o fins i tot anys.
• Enzims metabòlics i proteïnes reguladores: Aquelles que regulen el cicle de creixement, la mitosi i la divisió cel·lular, duren dies, hores o fins i tot segons.

El Proteasoma: Reciclatge Proteic Cel·lular

El proteasoma és un complex proteic cilíndric format per proteases, amb els seus llocs actius situats a la càmera interna. Cada extrem del cilindre està tapat amb complexos proteics reguladors.

Els proteasomes duen a terme la proteòlisi, una via especialitzada de la cèl·lula que degrada enzimàticament les proteïnes en pèptids curts i, posteriorment, en aminoàcids.

Actuen principalment sobre les proteïnes que han estat marcades per a la seva destrucció. Aquest marcatge es realitza quan uns enzims hi uneixen una petita proteïna anomenada ubiquitina (Ub). Els proteasomes reconeixen aquestes proteïnes ubiquitinades i les aspiren cap a la seva cambra interna per degradar-les.

Les proteïnes destinades a tenir una vida curta, les desnaturalitzades o les mal plegades són exemples de substrats del proteasoma. Aquest procés és crucial per limitar la vida de les proteïnes i evitar l'agregació de proteïnes mal plegades, la qual cosa pot prevenir malalties neurodegeneratives com l'Alzheimer.

Encara que la majoria de les proteïnes es degraden al citosol mitjançant el proteasoma, els lisosomes també poden dur a terme la degradació proteica en cèl·lules eucariotes.

Una cèl·lula de mamífer pot contenir aproximadament 10.000 classes de proteïnes diferents.