Todas las células vivas utilizan moléculas orgánicas e inorgánicas para formar sus estructuras básicas. Entre las moléculas orgánicas utilizadas se encuentran las proteínas que tienen principalmente funciones plásticas o constructivas en el cuerpo.

Las proteínas son largas cadenas de unidades químicas llamadas aminoácidos. Cada molécula de proteína tiene un número mínimo de unidades químicas limitado a 70 aminoácidos y un número máximo ilimitado, lo que permite un número incalculable de posibles combinaciones de aminoácidos.

Las células vivas llevan en sus moléculas de ADN componentes de sus cromosomas, genes, secuencias de nucleótidos específicas que codifican proteínas. Este fenómeno, también llamado “Traslación”, ocurre en el interior del citoplasma celular, inmerso en el hialoplasma o citosol y requiere de varios componentes para su realización.

La síntesis de proteínas comienza cuando la célula identifica la necesidad de una determinada proteína para realizar una función biológica. El gen específico que codifica esta proteína se activa y realiza la transcripción, fenómeno de producción de ARN mensajero, utilizando la enzima ARN polimerasa, que migra al citoplasma a través de los poros de la membrana nuclear (carioteca) y llega al hiloplasma para comandar la síntesis de proteínas.

Componentes de la síntesis de proteínas

Los siguientes componentes participan en el proceso de síntesis de una proteína citoplasmática: ARN mensajero (del núcleo celular), ARN de transporte (tipo de ARN de bajo peso molecular que captura y transporta aminoácidos a través del citoplasma), el orgánulo citoplasmático Ribosoma, encargado de la lectura de la secuencia de codones del ARN mensajero, los Aminoácidos libres en el citoplasma, provenientes de los alimentos de la célula o producidos por ella misma, las Enzimas específicas, catalizadores de las reacciones químicas necesarias para el proceso y las moléculas de ATP que liberan la energía de activación necesaria para la ocurrencia de cada paso químico.

Durante la síntesis de una proteína celular, el ribosoma se acopla a la molécula de ARN mensajero, asociándose con dos codones que ocupan el sitio químico A y el sitio P. El primer ARN transportador que se acopla, se une al codón AUG, codón de inicio correspondiente a el aminoácido metionina, la unidad química inicial de toda la síntesis de proteínas. A partir de ahí, el Ribosoma se desliza a lo largo de la hebra de ARN mensajero y permite la entrada de varios ARN de transporte, cada uno con su correspondiente aminoácido. Al final del proceso, cuando el ribosoma encuentra un codón de parada (UAA, UAG o UGA) deja de leer el ARN mensajero y las unidades formadoras del ribosoma se desacoplan y liberan la cadena polipeptídica producida, es decir, la proteína está lista y tendrá un destino específico en la celda.

Entendiendo la síntesis proteica

Es durante el mecanismo de traducción que se forman las proteínas, mediante un proceso biológico en el que las células, como unidad morfofisiológica de la vida, expresan uno de sus interesantes fenómenos.

A medida que el ARN ribosómico (ARNr) lee la hebra de ARN mensajero (ARNm), con entrada y salida constantes de ARN de transporte (ARNt) que transportan aminoácidos, se forma una proteína.

Sin embargo, ¡este evento no es tan simple! Pero para entenderlo, veámoslo de la siguiente manera:

Inicialmente se preparan los ARN, a partir del mensajero, por ejemplo, se extraen los segmentos no funcionales (intrones) y quedan los funcionales (exones), es decir, el acortamiento del filamento de ARNm.

Después del procesamiento, la subunidad más pequeña del ribosoma se asocia con un t-ARN que transporta el aminoácido metionina. Este conjunto se acopla a la cadena de ARNm en busca de un codón de iniciación, caracterizado por las bases nitrogenadas triples especificadas por AUG (adenina / uracilo / guanina). Cuando se encuentra este punto de partida, la subunidad más grande del ribosoma se fusiona con la subunidad más pequeña.

En la subunidad más grande hay dos sitios (A y P) que reciben la entrada de t-RNA. En esta fase inicial, el t-RNA con metionina ocupa el «sitio P», mientras que el «sitio A» está momentáneamente desocupado.

Según la secuencia de bases contenidas en el codón consecutivo, otro t-RNA unido a un tipo de aminoácido ocupará el «sitio A», y los aminoácidos entrantes formarán la cadena proteica, uniéndose entre sí linealmente mediante enlaces peptídicos. Por eso las proteínas se llaman polipéptidos.

Una vez que se establece el enlace peptídico, el transportador unido a la metionina se separa de este aminoácido, dejando libre el «sitio P». De esta forma, el ribosoma puede moverse al codón posterior, transfiriendo el transportador que quedó al «sitio P», dejando el «sitio A» vacío y capaz de recibir otro transportador con un tercer aminoácido.

Después de este proceso, los ribosomas recorren toda la longitud del ARNm, alcanzando un codón de terminación específico (UAA, UGA o UAG).