Orientación a proteínas
El direccionamiento de proteínas o la clasificación de proteínas es el mecanismo biológico por el cual las proteínas se transportan a sus destinos apropiados dentro o fuera de la célula. [1] Las proteínas pueden dirigirse al espacio interior de un orgánulo , a diferentes membranas intracelulares , a la membrana plasmática o al exterior de la célula a través de la secreción . [1] La información contenida en la propia proteína dirige este proceso de entrega. [2] La clasificación correcta es crucial para la celda; los errores o la disfunción en la clasificación se han relacionado con múltiples enfermedades. [3] [4]
En 1970, Günter Blobel realizó experimentos sobre la translocación de proteínas a través de las membranas . Blobel, entonces profesor asistente en la Universidad Rockefeller , se basó en el trabajo de su colega George Palade . [5] Palade había demostrado previamente que las proteínas no secretadas eran traducidas por ribosomas libres en el citosol, mientras que las proteínas secretadas (y las proteínas diana, en general) eran traducidas por ribosomas unidos al retículo endoplasmático . [5]Las explicaciones de los candidatos en ese momento postularon una diferencia de procesamiento entre los ribosomas libres y los unidos a ER, pero Blobel planteó la hipótesis de que la orientación a proteínas se basaba en características inherentes a las proteínas, en lugar de una diferencia en los ribosomas. Respaldando su hipótesis, Blobel descubrió que muchas proteínas tienen una secuencia de aminoácidos corta en un extremo que funciona como un código postal que especifica un destino intracelular o extracelular. [2] Describió estas secuencias cortas (generalmente de 13 a 36 residuos de aminoácidos) [1] como péptidos señal o secuencias señal y fue galardonado con el premio Nobel de Fisiología en 1999 por ello. [6]
Los péptidos señal sirven como señales de orientación, lo que permite que la maquinaria de transporte celular dirija las proteínas a ubicaciones intracelulares o extracelulares específicas. Si bien no se ha identificado una secuencia de consenso para los péptidos señal, muchos poseen una estructura tripartita característica: [1]
Una vez que una proteína ha llegado a su destino, el péptido señal generalmente es escindido por una peptidasa señal . [1] En consecuencia, la mayoría de las proteínas maduras no contienen péptidos señal. Mientras que la mayoría de los péptidos señal se encuentran en el extremo N-terminal, en los peroxisomas la secuencia dirigida se encuentra en la extensión del extremo C-terminal. [7] A diferencia de los péptidos señal, los parches señal están compuestos por residuos de aminoácidos que son discontinuos en la secuencia primaria pero que se vuelven funcionales cuando el plegamiento los une en la superficie de la proteína. [8] A diferencia de la mayoría de las secuencias de señales, los parches de señales no se escinden una vez que se completa la clasificación.[9] Además de las secuencias de señalización intrínsecas, las modificaciones de proteínas como las glicosilaciones también pueden inducir la orientación a regiones intracelulares o extracelulares específicas.
Dado que la traducción del ARNm en proteína por un ribosoma tiene lugar dentro del citosol , las proteínas destinadas a la secreción o a un orgánulo específico deben translocarse. [10] Este proceso puede ocurrir durante la traducción, conocida como translocación cotraduccional, o después de que se completa la traducción, conocida como translocación postraduccional. [11]
