7.4
Etapas de la síntesis de proteínas en organismos eucarióticos.
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.
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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