La síntesis de proteínas es el proceso mediante el cual se producen las proteínas. Este proceso tiene lugar en los ribosomas de células procariotas y eucariotas.

La síntesis de proteínas es esencial para que se produzca el mantenimiento y el crecimiento celular y se produce en tres etapas: inicio de la traducción, alargamiento de la cadena polipeptídica y terminación de la traducción.
A continuación, describiremos con más detalle cada paso de este proceso y hablaremos de las proteínas, destacando su importancia para todos los seres vivos.

¿Qué es la síntesis de proteínas?

La síntesis de proteínas es el proceso de formación de proteínas. Este proceso se lleva a cabo mediante estructuras denominadas ribosomas, presentes tanto en células procariotas como eucariotas. La molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico) contiene toda la información genética del individuo, por lo que, para que se lleve a cabo la síntesis de una determinada proteína, es necesario que se decodifique la región específica del ADN donde se encuentra dicha información.

En este proceso, los nucleótidos de esta región se transcriben a una molécula de ARN (ácido ribonucleico), que dirigirá la síntesis de proteínas en un proceso llamado traducción. La molécula de ARN que llevará esta información al lugar donde tendrá lugar la síntesis de proteínas se llama ARNm (ARN mensajero).
Para que se produzca la síntesis de proteínas, la información genética fluirá del ADN al ARN y luego a las proteínas. Este principio se conoce como el dogma central de la biología molecular. En las células procariotas, al no existir un núcleo definido, el ADN no se separa del resto de estructuras implicadas en la síntesis y, por tanto, el proceso de traducción se inicia mientras la transcripción aún se está produciendo. En las células eucariotas, el proceso de transcripción tiene lugar en el núcleo y el ARNm se transporta al citoplasma, donde se llevará a cabo la traducción.

¿Cómo se produce la síntesis de proteínas?

La síntesis de proteínas se producirá mediante un proceso de traducción, en el que la información presente en el ARNm, una secuencia de nucleótidos, se traducirá en una secuencia de aminoácidos, que dará lugar a un polipéptido (proteína). Esta traducción es realizada por tRNA (transporter RNA), que traduce cada serie de codones (roturas de nucleótidos) presentes en el mRNA en un aminoácido.

El ARNt tiene un triplete de nucleótidos (anticodón) en un extremo y un aminoácido correspondiente en el otro extremo. El tRNA luego transportará el aminoácido específico a los ribosomas, estructuras celulares en las que se produce la síntesis de proteínas, emparejando su anticodón con el codón complementario del mRNA.

En la traducción, existen dos métodos de reconocimiento entre moléculas que aseguran que este proceso se lleve a cabo correctamente. En el primer método, el tRNA debe unirse al aminoácido específico que transportará al ribosoma. Diferentes moléculas de tRNA pueden codificar el mismo aminoácido, y el vínculo entre ellas se realiza mediante la acción de enzimas llamadas aminoacil-tRNA sintasas. Hay alrededor de 20 tipos diferentes de estas enzimas, cada una de las cuales contiene una combinación específica de aminoácidos y ARNt.

El segundo proceso es el emparejamiento entre tRNA y mRNA. Hay alrededor de 45 moléculas de ARNt que pueden emparejarse con diferentes codones de ARNm. Esto se debe a la flexibilidad que existe en el apareamiento de la tercera base del codón, llamado movimiento pendular, en el que la existencia de un codón sinónimo, que tiene una diferencia solo en la tercera base, permite la codificación del mismo aminoácido. por diferentes codones.
Los ribosomas están formados por dos subunidades (una más grande y otra más pequeña) que se unirán, en el desempeño de la síntesis de proteínas, al ARNm y al ARNt. Durante este proceso, el ARNm se desprende del ribosoma, mientras que el ARNt traduce sus secuencias de nucleótidos en aminoácidos. Cuando se encuentra un codón de parada (una grieta que indica el final del proceso de traducción), el ribosoma libera la proteína producida y sus subunidades se separan.

Los ribosomas tienen tres sitios de unión: el sitio P, donde la molécula de ARNt se une a la cadena polipeptídica que se está formando; el sitio A, donde está presente el ARNt que lleva el siguiente aminoácido que se agregará; y el sitio E, donde el ARNt, después de dejar el aminoácido que se agregará, sale del ribosoma. El proceso de síntesis en los ribosomas se llevará a cabo en tres etapas.

Pasos de síntesis de proteínas

En la síntesis de proteínas hay tres pasos, que se resumen a continuación:

• • Iniciación a la traducción
• En esta etapa se produce la unión de las dos subunidades del ribosoma con el ARNm y el ARNt, trayendo este último el primer aminoácido de la cadena polipeptídica.
• • Alargamiento de la cadena polipeptídica
• Durante este paso, se agregan los otros aminoácidos que forman la cadena polipeptídica. El anticodón del ARNt se empareja con el ARNm en el sitio A. El ARNr (ARN ribosómico) cataliza la formación del enlace peptídico entre el nuevo aminoácido y la cadena que se está formando.
• El polipéptido se separa del ARNt presente en el sitio P y se une al aminoácido del ARNt desde el sitio A. El ARNt del sitio P se mueve al sitio E y luego se elimina del ribosoma, mientras que el ARNt del Un sitio se desplaza al sitio P. El ARNm también se desplaza en el ribosoma y toma el siguiente codón para ser traducido al sitio A, continuando el proceso hasta la identificación del codón de terminación.
• • Fin de la traducción
• Después de la identificación del codón de terminación, una proteína, llamada factor de terminación, se une a este codón, induciendo la unión de una molécula de agua en la porción final de la cadena, provocando la ruptura del enlace entre el péptido y el ARNt presente en la cadena. Sitio P. El péptido formado se libera luego a través del túnel terminal presente en la subunidad más grande del ribosoma.

Después de este proceso, las cadenas polipeptídicas formadas pueden pasar por diferentes procesos de transformación para hacer que estas proteínas sean funcionales.

Proteínas

Las proteínas son macromoléculas que constituyen la mayor parte de la masa seca de las células, siendo así uno de los principales componentes de los seres vivos. Son moléculas tridimensionales, formadas por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, también llamados polipéptidos.

Tienen una cadena polipeptídica principal unida a cadenas laterales, formada por porciones de aminoácidos que no están presentes en la cadena principal. Hay 20 aminoácidos, con diferentes propiedades químicas, presentes en las proteínas.

Hay miles de proteínas diferentes y tienen funciones específicas que dependen del número y tipo de aminoácidos presentes y su estructura tridimensional. Entre sus funciones, podemos destacar: rol estructural, catálisis de reacciones químicas, defensa y movimiento. Incrementa tus conocimientos sobre estas moléculas esenciales para los seres vivos leyendo el siguiente texto: Proteínas.

Ribosomas

Los ribosomas son estructuras celulares responsables de la síntesis de proteínas. Estas estructuras están formadas por dos subunidades, una mayor y otra menor, compuestas por ARNr y proteínas. Al no tener membranas, algunos autores no los consideran orgánulos.

Los ribosomas están presentes en células procariotas y eucariotas. En las células en las que hay una síntesis intensa de proteínas, estas estructuras se encuentran en mayor cantidad, como en las células del páncreas, en las que se producen numerosas enzimas digestivas.

Las células pueden presentar dos tipos de ribosomas: libres, dispersos en el citosol, cuyas proteínas actuarán dentro del citosol; y los ligados, que están adheridos al retículo endoplásmico y a la envoltura nuclear. Las proteínas producidas por este último pueden insertarse en membranas para ser utilizadas por orgánulos, como los lisosomas, o para ser secretadas fuera de la célula.