Duplicación de ADN
1ª etapa: desenrrollamiento y apertura de la doble hélice.en el punto ori-c.
Intervienen un grupo de enzimas y proteinas, a cuyo conjunto se denomina replisoma
* Primero: intervienen las helicasas que facilitan en desenrrollamiento
* Segundo: actuan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrrollamiento.
* Tercero: Actuan las proteinas SSBP que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.
2ª etapa. síntesis de dos nuevas hebras de ADN.
* Actuan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5´.
* Intervienen las ADN polimerass I y III, que se encargan de la replicación y corrección de errores. La que lleva la mayor parte del trabajo es la ADN polimerasa III
* Actua la ADN polimerasa II, corrigiendo daños causados por agentes físicos.
La cadena 3´-5´es leida por la ADN polimerasa III sin ningún tipo de problemas ( cadena conductora). En la cadena 5´-3´ no puede ser leida directamente, esto se soluciona leyendo pequeños fragmentos ( fragmentos de Okazaki ) que crecen en el sentido 5´-3´y que más tarde se unen . Esta es la hebra La ADN polimerasa III es incapaz de iniciar la síntesis por sí sola, para esto necesita un cebador (ARN) que es sintetizado por una ARN polimerasa (=primasa). Este cebador es eliminado posteriormente.
3ª etapa: corrección de errrores.El enzima principal que actua como comadrona (R. Shapiro) es la ADN polimerasa III, que corrige todos los errores cometidos en la replicación o duplicación. Intervienen otros enzimas como:
* Endonucleasas que cortan el segmento erroneo.
* ADN polimerasas I que rellenan correctamente el hueco.
* ADN ligasas que unen los extremos corregidosretardada,llamada de esta forma porque su síntesis es más lenta.
PROTEÍNAS (síntesis)
Las principales etapas de la síntesis de proteínas son:
Iniciación
Elongación
Terminación
En la mayoría de los aspectos, el proceso de síntesis de proteínas en las células eucariotas sigue las mismas etapas que en las procariotas. Sin embargo, sí existen diferencias específicas que es necesario resaltar. Por ejemplo, en las células procariotas el proceso de traducción da comienzo antes de que se complete la transcripción. Este acoplamiento está definido por el hecho de que las células procariotas no tienen membrana nuclear y, por lo tanto, no hay separación física alguna entre ambos procesos.
Fase de iniciación de la síntesis de proteínas
La primera de las etapas que forman parte del proceso de síntesis de proteínas es la iniciación, la cual abarca la unión de los componentes del sistema de traducción y precede a la formación de enlaces peptídicos.
Estos componentes que intervienen en la primera etapa de la síntesis de proteínas son:
El ARNm traducido.
Las dos subunidades ribosomales (subunidades grandes y pequeñas)
El Aminoacil ARNt que se especifica en el primer codón del ARNm.
Trifosfato de guanosina (GTP), el cual tiene la finalidad de proporcionar energía durante el proceso (las células eucariotas requieren también trifosfato de adenosina).
Factores de iniciación que permiten el ensamblaje de esta compleja fase. En concreto, las células procariotas poseen 3 factores de iniciación (IF-1, IF-2 e IF-3), mientras que las eucariotas tienen más de diez factores designados con el prefijo IF.
Dos mecanismos están involucrados en el reconocimiento de la secuencia de nucleótidos (AUG) por parte del ribosoma, el cual, en realidad, da inicio a la traducción:
1. Secuencia Shine-Dalgarno (SD)
En Escherichia coli se observa una secuencia con un alto porcentaje de bases de nucleótidos de purina, la cual es conocida como secuencia de Shine-Dalgarno. Esta región se encuentra muy cerca del extremo 5’ de la molécula de ARNm y entre 6 y 10 bases por encima del codón de iniciación. El componente 16S del ARNr de la subunidad pequeña ribosomal posee un complemento de la secuencia SD cerca de su extremo 3’. De esta forma, las dos secuencias complementarias se pueden acoplar, lo cual facilita el posicionamiento de la subunidad 30S ribosomal en el ARNm próximo al codón de iniciación.
Este mecanismo es ligeramente diferente en el caso de las células eucariotas ya que no disponen de secuencias SD. De hecho, en ellas, con la ayuda del factor de iniciación IF-4, la subunidad 40S ribosomal se une cerca de una estructura denominada ‘de tapa’ en el extremo 5’ del ARNm y, posteriormente, se mueve hacia abajo por la secuencia de ARNm hasta que se encuentra con el codón de iniciación. En cualquier caso, este proceso requiere de adenosín trifosfato (ATP) para ser llevado a cabo.
2. Codón de iniciación (AUG)
La iniciación del triplete AUG es reconocida por un indicador especial contenido en el ARNt. En el caso de las células procariotas, este proceso se ve facilitado por el IF-2-GTP, mientras que en las eucariotas lo es por el propio IF-2-GTP junto a otros IF adicionales. A continuación, el ARNt iniciador cargado se acerca al sitio P de la subunidad pequeña del ribosoma. En las bacterias (y en las mitocondrias), una metionina permanece unida al ARNt iniciador y, posteriormente, un grupo formilo actúa como donante de carbono para que, a continuación, una metionina N-terminal se una a dicho ARNt.
Por su parte, en las células eurcariotas, el ARNt iniciador proporciona una metionina no formilada. En cualquier caso, en ambos tipos de células la metionina N-terminal unida al extremo 5’ se elimina justo al final del proceso de traducción. Durante el último paso de la iniciación, la subunidad ribosómica de mayor tamaño se une al complejo que se acaba de formar para, consecuentemente, dar lugar a un ribosoma completamente funcional. Este complejo dispone de una carga de ARNt en el sitio P y otro sitio vacío.
Durante esta etapa de la síntesis de proteínas se utiliza la energía dentro del GTP en SI-2, el cual consigue hidrolizarlo para convertirlo en GDP. La reactivación de IF-2-PIB es facilitado por un factor de intercambio de nucleótidos de guanina.
Elongación de la traducción
La elongación de la traducción es el segundo de los pasos de la síntesis de proteínas. Durante esta fase la cadena de polipéptidos añade aminoácidos hasta el extremo carboxilo de la proteína, un hecho que permite crecer a la cadena a medida que el ribosoma se vuelve desde el extremo 5’ al extremo 3’ del ARNm.
En el caso de las células procariotas, se produce la entrega del aminoacil-ARNt ribosómico. Llegados a este punto, el alargamiento de EF-Tu-GTP y EF-Ts requiere de hidrólisis de GTP. En cambio, si hablamos de células eucariotas, los factores de elongación son análogos a EF-1ª-GTP y EF-1By. Ambos EF-Ts (en las procariotas) y EF-1By (en las eucariotas) funcionan como factores de intercambio de nucleótidos.
La peptidil-transferasa es una enzima muy importante en esta fase del proceso pues se encarga de catalizar la formación de los enlaces peptídicos. La actividad enzimática es intrínseca al ARNt 23S ubicado en la subunidad ribosómica más grande. Debido a que este ARNr cataliza la reacción de formación de los polipéptidos, recibe el nombre de ribozima.
El ARNt ubicado en el sitio P transporta el polipéptido sintetizado hasta el momento, mientras que en el sitio A se encuentra un ARNt unido a un único aminoácido. Después de que el enlace peptídico entre el polipéptido y el aminoácido se haya formado, el polipéptido resultante entrará en contacto con el ARNt en el sitio A. Una vez este proceso haya llegado a su fin, el ribosoma se moverá 3 nucleótidos, es decir, hasta el extremo 3’ del ARNm. Esta fase es conocida como translocación (en las células procariotas se requiere la participación de EF-G-GTP y la hidrolización de GTP, mientras que las eucariotas usan EF-2-GTP y también precisan de la hidrólisis de GTP.
Durante el desplazamiento, el ARNt descargado se mueve desde el sitio P al E y el peptidil-ARNt ocupa su lugar. Este es un proceso repetitivo puesto que tiene lugar tantas veces sea necesario hasta que se llega al codón de terminación.
Terminación de la traducción
La terminación de la traducción sucede cuando el sitio A del ribosoma alcanza uno de los tres codones de terminación (UAA, UAG o UGA).
En las células procariotas, estos codones que hemos comentado son reconocidos por los diferentes factores de liberación (FL a partir de ahora). El FL-1 es el responsable del reconocimiento de los codones de terminación UAA y UAG, mientras que el FL-2 se encarga de los UGA y UAA. Cuando estos FL se unen al complejo se desencadena la hidrólisis del enlace que une el péptido del ARNt en el sitio P y libera la proteína naciente del ribosoma. A continuación, un tercer FL (FL-3-GTP) provoca la liberación del FL-1 o FL-2 como GTP, el cual es hidrolizado y convertido en GDP para quedar como un mero fosfato residual.
Por el contrario, las células eucariotas poseen un único factor de liberación, eFL, el cual puede reconocer los tres codones de terminación. Hay un segundo FL involucrado llamado eFL-3 que ejerce funciones similares al FL-3 de las procariotas.
Algunos antibióticos inhibidores que podrían interferir en cualquiera de las diferentes etapas de la síntesis de proteínas son:
La toxina de la difteria, la cual inactiva EF-2 y evita que se produzca su translocación.
La clindamicina y la eritromicina, las cuales bloquean (debido a una unión irreversible) un sitio de la subunidad 50S de los ribosomas y, de esta forma, impiden la translocación.
La ricina procedente de las semillas de ricino es una toxina muy potente que elimina una adenina ubicada en el lugar 28S del ARNr, inhibiendo de este modo la función del ribosoma de las células eucariotas.
