Biosíntesis de proteínas
La biosíntesis de proteínas (o síntesis de proteínas ) es un proceso biológico central que ocurre dentro de las células y equilibra la pérdida de proteínas celulares (a través de la degradación o exportación ) a través de la producción de nuevas proteínas. Las proteínas realizan una serie de funciones críticas como enzimas , proteínas estructurales u hormonas . La síntesis de proteínas es un proceso muy similar tanto para procariotas como para eucariotas , pero existen algunas diferencias claras. [1]
La síntesis de proteínas se puede dividir ampliamente en dos fases: transcripción y traducción . Durante la transcripción, una sección de ADN que codifica una proteína, conocida como gen , se convierte en una molécula molde llamada ARN mensajero (ARNm). Esta conversión la llevan a cabo enzimas, conocidas como ARN polimerasas , en el núcleo de la célula . [2] En eucariotas, este ARNm se produce inicialmente en una forma prematura ( pre-ARNm ) que sufre modificaciones postranscripcionales para producir ARNm maduro . El ARNm maduro se exporta desde el núcleo celular a través deporos nucleares al citoplasma de la célula para que se produzca la traducción. Durante la traducción, los ribosomas leen el ARNm y utilizan la secuencia de nucleótidos del ARNm para determinar la secuencia de aminoácidos . Los ribosomas catalizan la formación de enlaces peptídicos covalentes entre los aminoácidos codificados para formar una cadena polipeptídica .
Después de la traducción, la cadena polipeptídica debe plegarse para formar una proteína funcional; por ejemplo, para funcionar como una enzima, la cadena polipeptídica debe plegarse correctamente para producir un sitio activo funcional . Para adoptar una forma tridimensional (3D) funcional, la cadena polipeptídica primero debe formar una serie de estructuras subyacentes más pequeñas denominadas estructuras secundarias . La cadena polipeptídica en estas estructuras secundarias luego se pliega para producir la estructura terciaria 3D general . Una vez plegada correctamente, la proteína puede sufrir una mayor maduración a través de diferentes modificaciones postraduccionales.. Las modificaciones posteriores a la traducción pueden alterar la capacidad de funcionamiento de la proteína, su ubicación dentro de la célula (p. ej., citoplasma o núcleo) y la capacidad de la proteína para interactuar con otras proteínas . [3]
La biosíntesis de proteínas tiene un papel clave en la enfermedad, ya que los cambios y errores en este proceso, a través de mutaciones subyacentes en el ADN o el mal plegamiento de proteínas, son a menudo las causas subyacentes de una enfermedad. Las mutaciones de ADN cambian la secuencia de ARNm posterior, que luego altera la secuencia de aminoácidos codificada por ARNm. Las mutaciones pueden hacer que la cadena polipeptídica sea más corta al generar una secuencia de terminación que provoque la terminación temprana de la traducción. Alternativamente, una mutación en la secuencia del ARNm cambia el aminoácido específico codificado en esa posición en la cadena polipeptídica. Este cambio de aminoácido puede afectar la capacidad de la proteína para funcionar o plegarse correctamente. [4]Las proteínas mal plegadas a menudo están implicadas en enfermedades, ya que las proteínas mal plegadas tienden a unirse para formar grupos densos de proteínas . Estos grupos están relacionados con una variedad de enfermedades, a menudo neurológicas , como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson . [5]
La transcripción ocurre en el núcleo utilizando el ADN como plantilla para producir el ARNm. En eucariotas, esta molécula de ARNm se conoce como pre-ARNm, ya que sufre modificaciones postranscripcionales en el núcleo para producir una molécula de ARNm madura. Sin embargo, en procariotas no se requieren modificaciones postranscripcionales, por lo que la molécula de ARNm maduro se produce inmediatamente por transcripción. [1]
