Síntesis de Proteínas: El Proceso de Traducción

La traducción es la síntesis de una proteína según la secuencia de aminoácidos dictada por el mensaje contenido en el ARNm. Este proceso se lleva a cabo en los ribosomas y en él intervienen: aminoácidos, ARN de diversos tipos, enzimas, factores proteicos y nucleótidos trifosfato.

Componentes de la Traducción

En este proceso intervienen ARN de diversos tipos:

• ARNm (ARN mensajero): lleva la información genética contenida en el ADN desde el citosol hasta los ribosomas.
• ARNr (ARN ribosómico): forma parte esencial del ribosoma.
• ARNt (ARN de transferencia): transporta aminoácidos desde el citosol a los ribosomas según la secuencia de bases del ARNm que se va a traducir.

Etapas de la Traducción

Se distinguen las siguientes etapas:

1. Activación de los aminoácidos.
2. Traducción, que tiene 3 fases:
   • Iniciación de la síntesis.
   • Elongación de la cadena polipeptídica.
   • Terminación de la síntesis.
3. Asociación de varias cadenas polipeptídicas y grupos prostéticos para formar proteínas.

Fase de Iniciación

Iniciación de la síntesis: El ARNm se une a la subunidad menor de un ribosoma gracias a la región líder, que no se traduce. Después, la subunidad pequeña se mueve respecto al ARNm hasta que encuentra el codón de iniciación (5´..AUG..3´). A los nucleótidos se les asocia un aminoacil-ARNt iniciador específico (3´..UAC..5´) que transporta el aminoácido metionina en las células eucariotas y formilmetionina en las procariotas. Se establecen enlaces de hidrógeno entre ambos codones. A este grupo se le une la unidad ribosómica mayor y se forma el complejo activo (también intervienen factores de iniciación). La energía es aportada por el GTP.

Se diferencian 3 centros de unión:

• Centro P: se sitúa el primer aminoacil-ARNt.
• Centro A: se ubican los siguientes aminoacil-ARNt.
• Centro E: se sitúa el ARNt que acaba de aportar su aminoácido y que está a punto de salir del ribosoma.

Existen diferencias en la iniciación entre procariotas y eucariotas:

• En los eucariotas, el ARNm se sintetiza en el núcleo y, antes de salir, sufre un proceso de maduración. En el extremo 5´ lleva una caperuza (metil-guanosina-trifosfato) que permite que los ribosomas identifiquen al ARNm. A continuación, está la región líder que no se traduce.
• En procariotas, el ARNm no experimenta maduración y, antes de terminar su síntesis, ya empieza a traducirse.

Fase de Elongación

Elongación: El primer triplete que se traduce es el AUG, que corresponde al aminoácido metionina en los eucariotas. Al centro A llega el segundo aminoacil-ARNt. La metionina se une con el radical del aminoácido siguiente mediante un enlace peptídico. La enzima peptidil-transferasa cataliza esta unión, y así el centro P queda ocupado por un ARNt sin aminoácido. Entonces se produce la translocación ribosomal, y este ARNt pasa a ocupar el centro E y sale del ribosoma. El dipeptidil-ARNt queda en el centro P, y el centro aceptor A queda libre. Este proceso necesita energía, que aporta el GTP, y unas proteínas que son factores de elongación. El proceso se repite uno a uno en los codones siguientes.

Fase de Finalización

Finalización: Está determinada por la presencia de alguno de los siguientes tripletes: UAA, UAG o UGA, ya que no hay ningún ARNt cuyo anticodón sea complementario. Sin embargo, son reconocidos por factores proteicos de liberación, que necesitan consumir GTP para actuar. Se instalan sobre el centro A y provocan que la peptidil-transferasa haga interaccionar el grupo -COOH del último aminoácido con el agua. De esta forma, se libera la cadena polipeptídica. Después, el ARNm y las dos subunidades del ribosoma se separan.

Mutaciones: Alteraciones del Material Genético

Mutaciones: Son alteraciones al azar que producen cambios en el material genético. Esto hace que existan diferencias entre los individuos. De este modo, cuando las condiciones ambientales cambian, es posible que los individuos con alguna mutación se vean favorecidos y tengan mayor posibilidad de sobrevivir (selección natural).

Clasificación de las Mutaciones

Las mutaciones se clasifican en:

• Mutaciones somáticas: Afectan a una célula somática y no se transmiten a la descendencia. En ocasiones, pierden su funcionalidad y mueren o son eliminadas por el organismo. En otras, la célula sobrevive y la mutación se transmite a toda la descendencia.
• Mutaciones germinales: Afectan a células germinales y tienen importancia evolutiva, ya que las alteraciones afectan a los gametos, se transmiten y puede haber mutaciones génicas, cromosómicas y genómicas.

Mutaciones Génicas o Puntuales

Mutaciones génicas o puntuales: Producen alteraciones en la secuencia de nucleótidos de un gen y pueden ser:

• Sustitución de bases:
  • Transiciones: base púrica por púrica o pirimidina por pirimidina.
  • Transversiones: púrica por pirimidina o viceversa.

  Estas mutaciones provocan la alteración de un único triplete del gen. Si el nuevo triplete codifica el mismo aminoácido o un aminoácido distinto, pero no altera la función de la proteína, no es perjudicial. Pero si la mutación hace que cambie un aminoácido del centro activo o afecta al triplete de finalización, sí lo es.

• Corrimiento de la pauta de lectura:
  • Inserciones: adición de un nucleótido.
  • Deleciones: pérdida de un nucleótido.
  • Silenciosas: tripletes que codifican para el mismo aminoácido.
  • Neutra: codifican para aminoácidos equivalentes distintos.
  • Cambio de sentido: aparece un nuevo triplete que codifica para un aminoácido de distinto tipo.
  • Sin sentido: aparece un triplete de fin.

Mutaciones Cromosómicas

Cromosómicas: Las alteraciones afectan a la secuencia de genes del cromosoma, y hay:

• Deleciones: falta un segmento del cromosoma.
• Deficiencia: el segmento que falta está en un extremo.
• Duplicaciones: aparece un segmento repetido.
• Translocaciones: cambio de localización de un segmento. Puede ser recíproca (tiene lugar entre dos cromosomas no homólogos) o transposición (no hay reciprocidad).
• Inversiones: un segmento gira 180º y puede ser paracéntrica o pericéntrica.

Mutaciones Genómicas

Genómicas: Afectan al número de cromosomas del individuo y pueden ser:

• Euploidías: alteraciones del número de juegos completos de cromosomas. Hay:
  • Monoploidías: un solo cromosoma de cada par.
  • Poliploidías: más de un juego completo de cromosomas.
  • Alopoliploidía: una especie incorpora un juego de cromosomas de otra especie.
• Aneuploidías: cambio en el número de cromosomas por ganancia o pérdida de uno o varios de ellos. Hay:
  • Trisomías: un cromosoma de más. Puede afectar a los cromosomas sexuales (síndrome de Down, de Edwards y triple X).
  • Monosomías: falta un cromosoma en una de las parejas de homólogos (síndrome de Turner).