miércoles, 16 de mayo de 2012

7.4 Etapa de la síntesis de proteínas en organismos eucarioticos




El mecanismo de eucariotas es básicamente el mismo que el de procariotas, con la mayor parte de las diferencias acumuladas en la iniciación. Las principales son:

·         El ribosoma y sus subunidades son más grandes (40S + 60 S → 80S).

·         Los rRNA son mayores y hay más proteínas por subunidad ribosómica.

·         La subunidad mayor contiene los rRNA 28S y 5S, pero además una 5,8S adicional que no existe en los procariotas.

·         El ribosoma no tiene sitio E.

·         El mRNA es diferente y sus elementos distintivos son importantes.

·         Durante el viaje al citoplasma, el mRNA puede adquirir una estructura secundaria que el ribosoma tiene que eliminar antes de traducirlo.

·         El codón de iniciación es siempre AUG y no hay secuencias Shine-Dalgarno.

·         La Met iniciadora no está formilada.

·         El mRNA tiene que prepararse para interaccionar con el ribosoma.

·         Los factores de traducción son distintos (aunque muchos tienen funciones análogas) y se nombran comenzando por «e».

Inicio en los eucariotas


eIF-6 estabiliza la subunidad 60S del ribosoma. eIF-3, eIF-1 y eIF-1A se unen a la subunidad menor. Junto con el aa-tRNA unido a eIF-2, van a formar el complejo 43S. Como en procariotas, los aa-tRNA llegan acompañados de un factor (eIF-2) que se reciclará mediante el factor eIF-2B. Gracias a eIF-5B, el Met-tRNAi se coloca correctamente.

El mRNA es reconocido por eIF-4F a través de la caperuza. El complejo 43S se une al mRNA/eIF-4F y comienza a rastrear el mRNA desde su extremo 5’ en busca del AUG iniciador (normalmente el primero). Este rastreo es necesario para deshacer las estructuras secundarias que se han producido en el traslado del mRNA desde el núcleo hasta el citoplasma. Una vez que lo encuentra se forma el complejo de iniciación 48S. eIF-1 y eIF-1A estabilizan este complejo además de catalizar su disociación si este complejo fuera artefactual.

eIF-4G sirve de punto de anclaje de formación de todos los factores que componen eIF-4F, además de interaccionar con eIF-3 y PABP. eIF-4E reconoce la caperuza. eIF-4A tiene la misión es relajar los 15 primeros nucleótidos del mRNA, así como ayudar en la migración del ribosoma para buscar el AUG iniciador. En la migración le asiste eIF-4B. eIF-3 podría ser una especie de pinza que, mediante interacciones con eIF-1 y complementariedad con los rRNA, estabiliza el complejo 48S e interacciona con eIF-4G.

El mRNA no está unido linealmente al ribosoma, sino formando una estructura circular por la interacción de PABP con eIF-4G. Esta estructura permite una reiniciación de la traducción del mRNA muy eficiente, incluso reciclando el mismo ribosoma. De hecho, la eficiencia de la traducción está estrechamente ligada a la longitud del poli-A.

eIF-5 activa la actividad GTPasa de eIF-2 para indicar que el rastreo del AUG ha concluido y liberar todos los factores.

Cuando la subunidad mayor se une, se libera eIF-6 y se forma el complejo de iniciación 80S, con el Met-tRNAi en el sitio P. El Met-tRNAi, como en procariotas, no se usará luego en la elongación.

El Met-tRNAi que ha entrado con eIF-2, como en procariotas, no se usará luego en la elongación a pesar de llevar una Met sin formilar. El GTP unido a eIF-2 se hidroliza por la intervención de eIF-5, y es la señal que indica que se ha encontrado el AUG iniciador, provocando la liberación de todos los factores, incluido los propios eIF-2 y eIF-5. El factor eIF2 se reciclará mediante el factor eIF-2B con consumo de ATP y es un punto de regulación estrecha.

La subunidad mayor 50S unida a eIF-6 —que sirve para mantenerla separada de la subunidad 30S— se asocia a la menor, se desprende eIF-6 y se forma el complejo de iniciación 80S, con el Met-tRNAi en el sitio P.


Elongación en los eucariotas



Los factores de elongación que intervienen en eucariotas son análogos a los procariotas:

·      eEF-1α que es una proteína G, análogo a EF-Tu (EF-1A) [el que aporta los aminoacil-tRNA al ribosoma]. Reconoce cualquier tRNA menos el iniciador. Como no tiene afinidad por el ribosoma, se desprende de él cuando el aa-tRNA se fija al ribosoma con hidrólisis de GTP.

·      eEF-1βγ que es análogo a EF-Ts (EF-1B) [su función es reciclar y regenerar el eEF-1α],

·      eEF-2 es otra proteína G análoga a EF-G (EF-2) que interviene en la translocación del ribosoma.



Terminación en los eucariotas

eRF1 (con estructura que recuerda al tRNA) se une al ribosoma en el sitio A cuando aparece cualquier codón de terminación, alterando las propiedades hidrofóbicas del sitio peptidil-transferasa. También tiene el motivo GGQ que altera la actividad del sitio peptidil-transferasa para que ahora sea el agua quien actúe como agente nucleofílico. El tRNA está en el sitio P del ribosoma y el eRF1 en el sitio A. Para disociar este complejo y regerenar el ribosoma útil, entra en funcionamiento el factor eRF3 —otra proteína G que se parece a eEF-1α— que ha estado en todo momento físicamente asociado a eRF1 (por eso antes se creía que sólo había un factor, el eRF). eRF3 lleva una molécula de GTP que se hidroliza para permitir esta liberación.


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