SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

A pesar que las células sintetizan una gran variedad de sustancias, la mayor parte de su maquinaria está confinada a la síntesis de proteínas; son estas mismas las que determinan las características físicas y químicas de las células.

En el proceso de expresión genética, el ADN de un gen se utiliza como molde para sintetizar una proteína específica. Primero en el proceso de transcripción, la información codificada en una región del ADN es copiada para producir una molécula de ARN. Luego se lleva a cabo el proceso de traducción, en el cual el ARN se une a un ribosoma y la información que contiene el ARN se traduce en su correspondiente secuencia de aminoácidos para formar una nueva molécula proteica.

En el ADN la información se almacena en grupos de tres nucleótidos denominado triplete de bases, cada triplete se transcribe en el ARN con una secuencia complementaria de tres nucleótidos, que reciben el nombre de codón; y cada codón va a especificar un aminoácido específico.

Transcripción
La transcripción tiene lugar en el núcleo, durante este proceso la información genética que esta representada en los tripletes de bases del ADN sirven como molde para ser copiado en los codones del ARN.

A partir del molde de ADN se generan tres tipos de ARN:
- ARN mensajero (ARNm) que dirige la síntesis de proteínas
- ARN ribosómico (ARNr) que se une a las proteínas ribosómicas para constituir un ribosoma
- ARN de transferencia (ARNt) que se une a los aminoácidos y los coloca en sitios específicos durante el proceso de traducción.

Uno de los extremos del ARNt lleva un aminoácido específico, y el extremo opuesto lleva el anticodón (triplete de nucleótidos). En el apareamiento de bases el anticodón se une al triplete de bases del ARNm.

La transcripción del ADN es catalizada por la enzima ARN polimerasa. La transcrición comienza en un segmento de ADN especial llamado promotor, el cual se localiza el el extremo anterior de un gen, allí el ARN polimerasa se une a la cadena y comienza la transcripción; de ambas cadenas de ADN una sola de ellas puede transcribirse.

Durante la transcripción las bases se unen en forma complementaria:

ADN                               ARN

Adenina (A)    --------------------------Uracilo (U)
Timina (T)       --------------------------Adenina (A)
Citosina (C)    ------------------------- Guanina (G)
Guanina (G)    - ------------------------Citosina (C)

Secuencia de bases                               Secuencia de bases en el
en el molde de ADN                             ARN complementario

El fin de la transcripción también es marcado por una secuencia especial denominada secuencia de terminación.Cuando la ARN polimerasa alcanza la secuencia de terminación la hebra de ARN se separa de la de ADN y la transcripción termina.

No todas las partes de un gen codifican proteínas; existen segmentos de ADN que son denominados intrones que no codifican para ninguna proteína. Los exones son las regiones que si codifican para las proteínas. En la transcripción se transcriben tanto intrones como exones, pero inmediatamente los sectores de ARN transcriptos de los intrones se elimina por la acción de enzimas que cortan los intrones y empalman los exones unos a otros.

Traducción

En la traducción, la secuencia de nucleótidos de un ARNm  especifíca la secuencia de aminoácidos de una proteína. El proceso de traducción se lleva a cabo en los ribosomas.

La subunidad menor del ribosoma tiene un sitio de unión para el ARNm; la subunidad mayor tiene dos sitios de unión;para las moléculas de ARNt, llamados sitio P y sitio A. La primera molécula que lleva el anticodón se une al sitio P.

• Una molécula de ARNm se une a  la subunidad ribosómica menor en el sitio de unión del mismo. El ARNt iniciador se une al codón de iniciación en el ARNm, donde empieza la traducción.
• La subunidad mayor se une a la subunidad menor y el ARNm que allí se encuentra, dando lugar a un ribosoma funcional. El ARNt encaja en el sitio P del ribosoma.
• El anticodón de otro ARNt se aparea con el segundo codón del sitio A del ribosoma.
• Se crea una unión peptídica entre los aminoácidos de los ARNt que se encuentran en el ribosoma.
• Después que se forma la unión peptídica, se desprende el ARNt que se encuentra en el sitio P y la cadena de ARNm se desplaza un sitio para adelante. Ubicando en el sitio A un nuevo codón que se unirá a un nuevo ARNt y se repetirán los pasos anteriores agregando un nuevo aminoácido a la cadena peptídica.
• La síntesis proteica finaliza cuando el codón de terminación alcance el sitio A, haciendo que los aminoácidos se desprendan del ribosoma y el mismo se subdivida en subunidad mayor y menor nuevamente.