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294 Capítulo 13 en la correcta orientación para que el código genético se pueda leer y formar el siguiente enlace peptídico. Las moléculas de ARN de trans- ferencia se adhieren a tres depresiones en el ribosoma, los sitios de unión A, P y E (FIGURA 13-14b). El sitio P, o sitio peptidilo, llamado así porque el ARNt sostiene la cadena polipeptídica en crecimiento que ocupa el sitio P. El sitio A se llama sitio aminoacil porque el aminoacil ARNt que entrega el siguiente aminoácido en la secuencia se une en esta ubicación. El sitio E (por exit: salida) es en donde los ARNt que han cedido sus aminoácidos a la cadena polipeptídica en crecimiento salen del ribosoma. La traducción empieza con la formación de un complejo de iniciación El proceso de síntesis proteínica tiene tres distintas etapas: iniciación, ciclos de elongación repetidos, y terminación. La iniciación de la sín- tesis proteínica es esencialmente la misma en todos los organismos. A continuación se describe la iniciación en bacterias y después se anali- zan brevemente algunas diferencias entre las iniciaciones bacteriana y eucariota. La iniciación de la traducción utiliza proteínas llamadas factores de iniciación, que se adhieren a la subunidad ribosómica pequeña. En las bacterias, tres diferentes factores de iniciación se adjuntan a la subunidad pequeña, la cual entonces se une a la molécula de ARNm en la región del codón iniciador AUG (FIGURA 13-15). Una secuencia líder ascendente (hacia el extremo 5¿) del AUG ayuda al ribosoma a Los complejos resultantes, llamados aminoacil ARNt, se unen a la se- cuencia codifi cante ARNm a fi n de alinear los aminoácidos en el orden correcto para formar la cadena polipeptídica. Los ARNt son cadenas polinucleótidas de 70 a 80 nucleótidos de largo, cada una con varias secuencias de bases únicas y también con algunas secuencias que son comunes a todas. A pesar de ser conside- rablemente más pequeñas que las moléculas de ARNm o ARNr, las moléculas de ARNt presentan una estructura complicada. Una mo- lécula de ARNt tiene varias propiedades esenciales para su función: (1) contiene un anticodón, una secuencia de unión complementaria para el correcto codón de ARNm; (2) es reconocida por un aminoacil- ARNt sintetasa que agrega el correcto aminoácido; (3) tiene un sitio de unión para el particular aminoácido que especifi ca el anticodón (el sitio está a cerca de 180 grados del anticodón); y (4) es reconocida por los ribosomas. El emparejamiento de bases complementarias dentro de cada mo- lécula de ARNt, provoca su doblamiento hacia atrás y su plegamiento. Por causa de esto, se forman tres o más lazos de nucleótidos no empa- rejados, uno de los cuales contiene el anticodón. El sitio de unión para el aminoácido está en el extremo 3¿ de la molécula. El grupo carboxilo del aminoácido se une covalentemente al grupo hidroxilo 3¿ expuesto del nucleótido terminal, dejando libre al grupo amino del aminoácido para participar en la formación de enlaces peptídicos. En el ARNt el patrón para plegarse se mantiene a una distancia constante entre el anticodón y el aminoácido, permitiendo un posicionamiento preciso de los amino- ácidos durante la traducción. Los componentes de la maquinaria de traducción se unen en los ribosomas La importancia de los ribosomas y de la síntesis proteínica en el meta- bolismo celular se ejemplifi ca mediante una célula de E. coli de rápido crecimiento, que contiene unos 15,000 ribosomas, cerca de un tercio de la masa total de la célula. Aunque los ribosomas bacterianos y eucario- tas no son idénticos, los ribosomas de todos los organismos comparten muchas características fundamentales y básicamente funcionan de la misma manera. Los ribosomas consisten en dos subunidades, ambas hechas de proteína (casi el 40% del peso) y de ARNr (60% del peso). A diferencia del ARNm y ARNt, el ARNr tiene funciones catalíticas y no transfi ere información. Las proteínas ribosómicas no parecen ser catalíticas pero contribuyen a la estructura global y estabilidad del ribosoma. En el laboratorio, los investigadores han aislado cada subunidad ribosómica intacta, y a cada una la han separado en sus constituyentes ARN y proteínas. En las bacterias, la más pequeña de esas subunidades contiene 21 proteínas y una molécula de ARNr, y la más grande subuni- dad contiene 34 proteínas y dos moléculas de ARNr. Bajo ciertas con- diciones, los investigadores pueden reformar cada subunidad en una forma funcional agregando cada componente en su correcto orden. Em- pleando este método, junto con estudios de sofi sticados microscopios electrónicos, los científi cos han determinado la estructura 3-D del ribo- soma (FIGURA 13-14a), como también la manera en que está formada en la célula viva. La subunidad mayor contiene una depresión sobre una superfi cie en la cual encaja la subunidad pequeña. Durante la traducción, el ARNm encaja en un surco entre las superfi cies de contacto de las dos subunidades. El ribosoma tiene cuatro sitios de enlace, uno para el ARNm y tres para los ARNt. Así, el ribosoma mantiene el molde de ARNm, las mo- léculas de aminoacil ARNt, y la cadena de polipéptidos en crecimiento P site A site E P A Vista frontal Subunidad grande Subunidad pequeña Ribosoma Subunidad ribosómica grande Subunidad ribosómica pequeña Sitio de unión del ARNm Sitio E Sitio P Sitio A (a) Un ribosoma consiste en dos subunidades, una grande y otra pequeña. Este modelo de un ribosoma se basa en una reconstrucción de imágenes 3-D obtenidas con el microscopio electrónico. (b) El ARNm pasa a través de un surco entre las dos subunidades ribosómicas. Cada ribosoma contiene tres sitios de enlace para las moléculas ARNt. FIGURA 13-14 Animada Estructura del ribosoma 13_Cap_13_SOLOMON.indd 29413_Cap_13_SOLOMON.indd 294 15/12/12 13:2615/12/12 13:26 Parte 3 La continuidad de la vida: Genética 13 Expresión génica 13.4 Traducción Los componentes de la maquinaria de traducción se unen en los ribosomas La traducción empieza con la formación de un complejo de iniciación
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