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21.5 INHIBIDORES DE LA SÍNTESIS DE LAS PROTEÍNAS Habida cuenta de la complejidad y variabilidad estructural de los diferentes componentes que participan en el proceso de síntesis proteica, no es de extrañar que existan muchos com- puestos diferentes que inhiban el proceso de traducción. Muchos de ellos inhiben etapas concretas del proceso, tales como la formación de algún aminoacil-ARNt, la iniciación o la elongación, no conociéndose, sin embargo, inhibidores de la terminación. Algunos inhibidores, como la estreptomicina, aumentan la tasa de errores del proceso de descodificación, dando lugar a proteínas anormales no funcionales, mientras que otros, como la puromicina, abortan el proceso de síntesis e inducen la formación de cadenas polipeptídicas incompletas. Las diferencias entre los sistemas de síntesis de las proteí- nas en las bacterias y los organismos eucarióticos quedan cla- ramente marcadas en lo que respecta a su sensibilidad frente a los inhibidores del proceso de síntesis de las proteínas: así, mientras que algunos de ellos inhiben la traducción, tanto en los procariotas, como en los eucariotas (caso de la puromici- na), otros muestran una gran especificidad para cada uno de estos sistemas. Sustancias como el cloranfenicol, la eritromi- cina, la estreptomicina, etcétera, son inhibidores del proceso en los procariotas, pero no producen efectos inhibitorios en los ribosomas citosólicos 80 S de los eucariotas, mientras que inhibidores en los eucariotas, como la cicloheximida, no tienen efecto sobre los ribosomas bacterianos. Los inhibidores de la síntesis de las proteínas en las bac- terias pueden, en teoría, ser utilizados como fármacos anti- bacterianos. Sin embargo, no hay que olvidar que en las célu- las animales, aparte del sistema de biosíntesis de las proteínas existentes en el citosol, hay otro sistema operante en el interior de la mitocondria, que se asemeja más en sus propiedades al bacteriano que al del propio citosol eucarióti- co, por lo que determinados inhibidores, como el cloranfeni- col, pueden tener efectos indeseables sobre la función mito- condrial. Por otra parte, se conoce que la inhibición de la síntesis de proteínas puede ser la causa de la acción de dife- rentes agentes patógenos sobre las células humanas, como es el caso de la toxina diftérica, que produce la inactivación del eEF-2 por medio de una modificación covalente del mismo (ADP-ribosilación) y la paralización de la síntesis proteica. 21.6 REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS PROTEICA La síntesis de las proteínas se regula, tanto en las células pro- cariotas, como en las eucariotas, a través de diferentes meca- nismos entre los que se puede destacar la regulación de los niveles de ARNm (control pretraduccional) y el control de la eficacia de lectura de un determinado ARNm (control tra- duccional). Aparte de estos procesos generales, la traducción en células eucarióticas de determinados tipos de ARNm pre- senta mecanismos específicos de control, como la comparti- mentación citoplasmática de determinados tipos de ARNm o el silenciamiento de la expresión de determinados genes, por degradación de sus ARNm específicos mediante interacción con moléculas pequeñas de ARN (ARNsi o ARN pequeño de interferencia) (véase el Cap. 22). 21.6.1 Regulación de los niveles de ARNm La concentración de un determinado tipo de ARNm se rela- ciona con diferentes procesos: su velocidad de síntesis o pro- cesamiento postranscripcional, su transporte al citosol en el caso de los ARNm eucarióticos y su estabilidad metabólica o vida media. El ARNm eucariótica que madura en el núcleo es trans- portado a través de los poros nucleares hasta el citosol, donde se inicia su traducción por los ribosomas. En este proceso de transporte participan proteínas de transporte nucleares, como las exportinas, así como determinadas proteínas citosólicas, como la proteína de unión a la caperuza (o eIF-4G). Los nive- les de ARNm alcanzados en el citosol dependen, pues del balance entre los procesos de suministro y de degradación. La estabilidad de un determinado ARNm depende, tanto de su propia estructura como de la presencia de proteínas y factores que regulan su velocidad de degradación. Los ARNm bacterianos suelen ser muy inestables, con vidas medias de alrededor de 3 minutos, siendo degradados por exonucleasas que actúan en la dirección 3’→5’. Los ARNm eucarióticos suelen ser más estables, alcanzando vidas medias de varias horas, aunque los que codifican para ciertas proteínas reguladoras tienen vidas medias inferiores a 30 minutos. Uno de los factores que regula la estabilidad del ARNm es la longitud de su cola de poli(A). En el citosol, la cola de poli(A) es degradada lentamente por la exonucleasa DAN, que va recortando la cola de poli(A) en la dirección 3’→5’. Cuando la longitud de la cola de poli(A) desciende por debajo de 30 nucleótidos se acelera la degradación, tanto del extremo 3’, como del 5’ mediante la eliminación de la caperuza por medio de la enzima Dcp y posterior degrada- ción del extremo 5’ (Fig. 21-11a). El proceso degradativo puede verse afectado por la unión al segmento 3’UTR de proteínas específicas que disminuyen o aumentan la velocidad de degradación de la cola de poli(A). Igualmente, la presencia de factores proteicos de traduc- ción asociados al ARNm disminuye su degradación, por lo que la degradación de un ARNm se correlaciona inversa- mente con su tasa de traducción. Para algunos ARNm exis- te una variante del proceso de degradación mediado por la 372 | La información genét ica 21 Capitulo 21 8/4/05 11:36 Página 372 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE II: BIOLOGÍA Y PATOLOGÍA MOLECULAR SECCIÓN IV LA INFORMACIÓN GENÉTICA 21 BIOSÍNTESIS DE LAS PROTEÍNAS: TRADUCCIÓN 21.5 INHIBIDORES DE LA SÍNTESIS DE LAS PROTEÍNAS 21.6 REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS PROTEICA 21.6.1 Regulación de los niveles de ARNm
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