Las proteínas

Las proteínas son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos, estas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo y realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:

•          Estructural. Esta es la función más importante de una proteína, el colágeno  integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.
•          Inmunológica. Los anticuerpos encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes patógenos
•          Enzimática. La sacarasa y pepsina que permiten la creación de azucares y que hidroliza las proteínas en el estómago
•          Contráctil. La actina y miosina responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción
•           Homeostática: Colaboran en el mantenimiento del pH (ya que actúan como un tampón químico)
•          Transducción de señales. La rodopsina responsable de la visión en condiciones de baja luminosidad.
•          Protectora o defensiva. La trombina y fibrinógeno responsable de la formación de los coágulos de sangre.

Síntesis de proteínas

Se conoce como síntesis de proteínas al proceso por el cual se componen nuevas proteínas a partir de los veinte aminoácidos esenciales. En este proceso, se transcribe el ADN en ARN, debido a que la síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular y el ADN no es capaz de salir del núcleo.

Las instrucciones para construir las proteínas están codificadas en el ADN y las células tienen que traducir dicha información a las proteínas. El proceso consta de dos etapas:

Transcripción

La transcripción es el proceso durante el cual la información genética contenida en el ADN es copiado a un RNA de una cadena única llamado RNA-mensajero. La transcripción es catalizada por una enzima llamada RNA-polimerasa (encargada de separar las cadenas del ADN). El proceso se inicia separándose las cadenas que conforman el ADN: una de ellas, llamada hebra sentido es utilizada como molde por la RNA-polimerasa para incorporar nucleótidos con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en la hebra anti-sentido, complementaria de la hebra sentido inicial. La única diferencia consiste en que la timina del ADN inicial es sustituida por uracilo en el RNA mensajero. Así, por ejemplo, una secuencia ATG CAT de la hebra sentido del ADN inicial producirá una secuencia UAC GUA.

Además de las secuencia de nucleótidos que codifican proteínas, el RNA mensajero copia del ADN inicial unas regiones que no codifican proteínas y que reciben en nombre de intrones. Las partes que codifican proteínas se llaman exones. Por lo tanto, el RNA inicialmente transcrito contiene tanto exones como intrones. Sin embargo, antes de que abandone el núcleo para dirigirse al citoplasma donde se encuentran los ribosomas, este RNA es procesado mediante operaciones de "corte y empalme", eliminándose los intrones y uniéndose entre sí los exones. Este RNA-m maduro es el que emigra al citoplasma. Un único gen puede codificar varias proteínas si el RNA-m inicial puede ser cortado y empalmado de diversas formas. Esto ocurre, por ejemplo, durante la diferenciación celular en donde las operaciones de corte y pegado permiten producir diferentes proteínas.

Traducción

Iniciación

Es la primera etapa de la biosíntesis de proteínas. El RNA-m se une a la subunidad menor de los ribosomas. A éstos se asocia el aminoacil-RNA-t, gracias a que el ARN-t tiene en una de sus asas un triplete de nucleótidos denominado anti codón, que se asocia al primer codón del RNA-m según la complementariedad de las bases. A este grupo de moléculas se une la subunidad ribosómica mayor, formándose el complejo ribosomal o complejo activo. Todos estos procesos están catalizados por los llamados factores de iniciación (FI). El primer codón que se traduce es generalmente el AUG, que corresponde con el aminoácido metionina en eucariotas. En procariotas es la formilmetionina.

Elongación

El complejo ribosomal posee dos sitios de unión o centros. El centro peptidil o centro P, donde se sitúa el primer aminoacil-RNA-t y el centro aceptor de nuevos aminoacil-RNA-t o centro A. El carboxilo terminal (-COOH) del aminoácido iniciado se une con el amino terminal (-NH2) del aminoácido siguiente mediante enlace peptídico. Esta unión es catalizada por la enzima peptidil transferasa. El centro P queda pues ocupado por un RNA-t sin aminoácido. El RNA-t sin aminoácido sale del ribosoma. Se produce la translocación ribosomal. El dipeptil-RNA-t queda ahora en el centro P. Todo ello es catalizado por los factores de elongación (FE) y precisa GTP. Según la terminación del tercer codón, aparece el tercer aminoacil-ARNt y ocupa el centro A. Luego se forma el tripéptido en A y posteriormente el ribosoma realiza su segunda translocación. Estos pasos se pueden repetir múltiples veces, hasta cientos de veces, según el número de aminoácidos que contenga el polipéptido. La traslocación del ribosoma implica el desplazamiento del ribosoma a lo largo de RNA-m en sentido 5'-> 3'.

Terminación

Los codones UAA, UAG y UGA son señales de paro que no especifican ningún aminoácido y se conocen como codones de terminación; determinan el final de la síntesis proteica. No existe ningún RNA-t cuyo anti codón sea complementario de dichos codones y, por lo tanto, la biosíntesis del polipéptido se interrumpe. Indican que la cadena polipeptídica ya ha terminado. Este proceso viene regulado por los factores de liberación, de naturaleza proteica, que se sitúan en el sitio A y hacen que la peptidil transferasa separe, por hidrólisis, la cadena polipeptídica del RNA-t. Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el RNA mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de RNA mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente. La proteína formada dará lugar a los caracteres de un individuo.

por: Carlos Mario Fajardo

Información tomada de:

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna

http://es.slideshare.net/donclaudio/sntesis-de-protenas-4969770

http://proteinas.org.es/sintesis-proteinas

http://es.wikipedia.org/wiki/Bios%C3%ADntesis_proteica

http://www.iqb.es/cbasicas/fisio/cap04/cap4_2.htm

http://www.efn.uncor.edu/departamentos/divbioeco/anatocom/Biologia/Celula/Metabolismo/sinproteinas.htm