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Los Ribosomas características y funciones

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Los Ribosomas características y funciones
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Un ribosoma es un organelo celular. Funciona como una micro-máquina para la fabricación de proteínas. Los ribosomas están compuestos de proteínas especiales y ácidos nucleicos. La TRADUCCIÓN de la información y la vinculación de AMINO ACIDOS están en el corazón del proceso de producción de proteínas. Un ribosoma, formado a partir de dos subunidades que se bloquean juntas, funciona para: (1) traducir la información codificada del núcleo celular proporcionado por el ácido ribonucleico mensajero (ARNm), (2) enlazar los aminoácidos seleccionados y recogidos del citoplasma por ácido ribonucleico de transferencia tRNA). (El orden en el que los aminoácidos están unidos entre sí está determinado por el ARNm) y, (3) Exportación del polipéptido producido al citoplasma donde formará una proteína funcional.

Los ribosomas se encuentran ‘libres’ en el citoplasma o se unen al retículo endoplásmico (ER) para formar un ER agudo. En una célula de mamífero puede haber hasta 10 millones de ribosomas. Se pueden unir varios ribosomas a la misma cadena de mRNA, esta estructura se llama polisoma. Los ribosomas sólo tienen una existencia temporal. Cuando han sintetizado un polipéptido, las dos subunidades se separan y se reutilizan o se rompen.

Los ribosomas pueden unirse a los aminoácidos a una velocidad de 200 por minuto. Por lo tanto, las proteínas pequeñas pueden hacerse bastante rápidamente, pero se necesitan de dos a tres horas para proteínas más grandes, tales como la titina de proteína muscular masiva de 30.000 aminoácidos.

Los ribosomas en procariotas usan un proceso ligeramente diferente para producir proteínas que los ribosomas en eucariotas. Afortunadamente, esta diferencia presenta una ventana de oportunidad molecular para el ataque de fármacos antibióticos como la estreptomicina. Desafortunadamente, algunas toxinas bacterianas y el virus de la polio también lo utilizan para permitirles atacar el mecanismo de traducción.

Ribosomas

Ribosomas,  Las proteínas son necesarias para que las células realicen funciones celulares. Los ribosomas son el componente celular que produce proteínas de todos los aminoácidos. Los ribosomas se hacen a partir de complejos de ARN y proteínas. El número de ribosomas en una célula depende de la actividad de la célula. Los ribosomas se suspenden libremente en el citoplasma o se unen al retículo endoplasmático que forma el retículo endoplasmático rugoso. En promedio en una célula de mamífero puede haber alrededor de 10 millones de ribosomas. 
Cuando los ribosomas se unen a la misma cadena de mRNA, esta estructura se conoce como polisoma. La existencia de ribosomas es temporal, después de la síntesis del polipéptido las dos subunidades se separan y se reutilizan o se rompen. Los aminoácidos están unidos por los ribosomas a una velocidad de 200 por minuto. Por lo tanto, las proteínas pequeñas se pueden hacer rápidamente, pero dos o tres horas son necesarias para las proteínas que son tan grandes como 30.000 aminoácidos. 

Los ribosomas presentes en los procariotas funcionan de manera diferente en la producción de proteínas que los ribosomas de los organismos eucariotas. Los ribosomas de bacterias, archea y eucariotas difieren significativamente entre sí en estructura y secuencias de ARN. Las diferencias en los ribosomas permiten que el antibiotc mate al ribosoma bacteriano inhibiendo la actividad de los ribosomas bacterianos, sin afectar a la sramina del ribosoma humano. Los ribosomas de las células celulares eucarióticas son similares a los ribosomas de las células bacterianas, mostrando el origen evolutivo del organelo.    

Ribosomas En Célula Eucariota

 
 

Definición de ribosomas

Los ribosomas son partículas pequeñas,  presentes en gran número en todo t que las células vivas. Son sitios de síntesis de proteínas. La palabra ribosoma se deriva –   “Ribo ‘ del ácido ribonucleico y’Somes ‘ de la palabra griega’Soma ‘ que significa’ cuerpo ‘ . Los ribosomas enlazan los aminoácidos en el orden especificado por las moléculas de ARN mensajero. Los ribosomas están formados por dos subunidades: una subunidad pequeña y otra grande. La subunidad pequeña lee el mRNA mientras que la subunidad grande une los aminoácidos para formar una cadena de polipéptidos. Las subunidades ribosmales están hechas de una o más moléculas de ARNr (ARN ribosómico) y diversas proteínas.     

 Los ribosomas son orgánulos compuestos de proteínas ribosómicas (riboproteínas) y ácidos ribonucleicos (ribonucleoproteínas). La palabra ribosoma se hace de tomar ‘ ribo ‘ del ácido ribonucleico y añadirlo a ‘ soma ‘, la palabra latina para el cuerpo. Los ribosomas están unidos por una membrana pero no son membranosos.

Ribosoma: una micro-máquina para la fabricación de proteínas

Un ribosoma es básicamente una micro-máquina muy complicada pero elegante para producir proteínas. Cada ribosoma completo se construye a partir de dos sub-unidades. Un ribosoma eucariótico está compuesto de ácidos nucleicos y alrededor de 80 proteínas y tiene una masa molecular de aproximadamente 4.200.000 Da. Aproximadamente dos tercios de esta masa está compuesta de ARN ribosómico y un tercio de aproximadamente 50+ proteínas ribosómicas diferentes.

Características de los ribosomas

Características de los ribosomas:
  • Típicamente ribosomas están compuestos de dos subunidades: una gran  s ubunit y una subunidad pequeña. 
  • Las subunidades del ribosoma son sintetizadas por el  nucleolo
  • Las subunidades de ribosomas se unen cuando los ribosomas se  adhieren al ARN mensajero durante el proceso  de síntesis de proteínas. 
  • Los ribosomas junto con una molécula de ARN de transferencia (ARNt), ayuda a  traducir los genes que codifican la proteína en ARNm a proteínas.

 Ubicación de los ribosomas

Los ribosomas se encuentran en células procariotas y eucariotas; en mitocondrias, cloroplastos y bacterias. Los que se encuentran en procariotas son generalmente más pequeños que los de eucariotas. Los ribosomas en las mitocondrias y los cloroplastos son similares en tamaño a los de las bacterias. Hay alrededor de 10 mil millones de moléculas de proteínas en una célula de mamíferos y los ribosomas producen la mayoría de ellos. Una célula de mamífero de rápido crecimiento puede contener aproximadamente 10 millones de ribosomas. [Una sola célula de E. Coli contieneaproximadamente 20.000 ribosomas y esto representa aproximadamente el 25% de la masa celular total].

Las proteínas y los ácidos nucleicos que forman las subunidades del ribosoma se hacen en el nucléolo y se exportan por los poros nucleares al citoplasma. Las dos subunidades son de tamaño desigual y existen en este estado hasta que se requieran para su uso. La subunidad más grande es aproximadamente el doble de grande que la menor.

La subunidad mayor tiene principalmente una función catalítica; la subunidad más pequeña, principalmente una decodificación. En la subunidad grande, el ARN ribosómico desempeña la función de una enzima y se denomina ribozima. La unidad más pequeña se conecta con mRNA y luego se engancha a una subunidad más grande. Una vez que los ribosomas formados no son orgánulos estáticos. Cuando la producción de una proteína específica ha terminado, las dos subunidades se separan y se descomponen normalmente. Los ribosomas sólo tienen una existencia temporal.

A veces, las subunidades de ribosomas admiten mRNA tan pronto como el ARNm emerge del núcleo. Cuando muchos ribosomas hacen esto, la estructura se llama polisoma. Los ribosomas pueden funcionar en un estado «libre» en el citoplasma, pero también pueden «asentarse» en el retículo endoplasmático para formar «retículo endoplásmico rugoso». Cuando existe un retículo endoplasmático rugoso, la asociación entre el ribosoma y el retículo endoplásmico (ER) facilita el procesamiento y la verificación de nuevas proteínas hechas por el ER.

La estructura y función del ribosoma eucariótico

La estructura y función del ribosoma eucariótico

Las estructuras del ribosoma bacteriano han proporcionado un marco para la comprensión de los mecanismos universales de síntesis de proteínas. Sin embargo, el ribosoma eucariótico es mucho más grande que en las bacterias, y su actividad es fundamentalmente diferente en muchos aspectos clave. Recientes reconstrucciones de microscopía cryoelectrónica y estructuras de cristal de rayos X de ribosomas eucarióticos y subunidades ribosómicas proporcionan ahora una oportunidad sin precedentes para explorar mecanismos de traducción eucariótica y su regulación en detalle atómico.

 Esta revisión describe las estructuras cristalinas de rayos X de las subunidades 40S y 60S de Tetrahymena thermophila y la Saccharomyces cerevisiae80S, así como reconstrucciones de microscopía crioelectrónica de translación de levaduras y ribosomas 80S de plantas. También se presentan preguntas mecánicas sobre la traducción en eucariotas que requieren consideraciones estructurales adicionales para ser resueltas.

 

Estructura ribosómica

El ribosoma es un complejo compuesto de ARN y proteínas ribosómicas, asociado con una membrana (en el retículo endoplasmático granular) o libre en el citoplasma . Común a todas las células ( procariotas y eucariotas ), el ribosoma (y especialmente su composición) varía según los organismos, aunque siempre está compuesto por dos subunidades distintas.

Los procariotas tienen un ribosoma 70S (S correspondiente a la unidad de sedimentación de Sverdberg) compuesto por las subunidades 50S y 30S. Tres ARNs ribosómicos están implicados en su estructura (23S, 16S y 5S), así como 55 proteínas.

El ribosoma de los eucariotas se denomina 80S, dividido en dos subunidades 60S y 40S. Cuatro RNAs (28S, 18S, 5,8S y 5S) constituyen su estructura con más de 80 proteínas.

Estructura

  • Los ribosomas en una célula se localizan en dos regiones del citoplasma. 
  • Se encuentran dispersos en el citoplasma y algunos se unen al retículo endoplasmático.
  • Cuando los ribosomas están unidos a la ER se conocen como el retículo endoplasmático rugoso. 
  • Los ribosomas unidos y libres son similares en estructura y se invocan en la síntesis de proteínas. 
  • Los ribosomas son partículas diminutas de unos 200 A.
  • Los ribosomas están compuestos por ARN y proteínas. 
  • Alrededor de 37 – 62% de ARN se componen de ARN y el resto son proteínas. 
  • El ribosoma se compone de dos subunidades. Las subunidades de los ribosomas se denominan según su capacidad de sedimentación en un gel especial que la Unidad de Sevdberg. 
  • Prokarytotes tienen ribosomas 70S cada subunidad que consiste en una pequeña subunidad es de 30S y la subunidad grande es de 50S. Los eukarytotes tienen ribosomas 80S cada uno consistente de subunidad pequeña (40S) y grande (60S). 
  • Los ribosomas encontrados en los cloroplastos de las mitocondrias de eucariotas consta de subunidades grandes y pequeñas unidas con proteínas en una partícula 70S.
  • Los ribosomas comparten una estructura central que es similar a todos los ribosomas a pesar de las diferencias en su tamaño. 
  • El ARN está organizado en varias estructuras terciarias. El ARN en los ribosomas más grandes está en varias inserciones continuas, ya que forman bucles fuera de la estructura del núcleo sin interrumpirlo o cambiarlo. 
  • La actividad catalítica del ribosoma es llevada a cabo por el ARN, las proteínas residen en la superficie y estabilizan la estructura. 
  • Las diferencias entre los ribosomas de bacterias y eucariotas se utilizan para crear antibióticos que pueden destruir la infección bacteriana sin dañar las células humanas.
Estructura De La Subunidad Ribosomal

Función del ribosoma

Las principales funciones de los ribosomes son:
La función del ribosoma es traducir el código genético en proteínas, a través del ARN mensajero (mRNA). Dado que la actividad enzimática del ribosoma es llevada por los ARNr , el ribosoma es una ribozima .

El ribosoma traduce trillizos de nucleótidos (un codón ) transportados por el mRNA en aminoácidos . Esto es posible gracias a la intervención de las moléculas de interpretación, ARNs de transferencia ( ARNt ). Llevan dos información esencial: un anticodón que reconoce el codón del mRNA, y un aminoácido correspondiente. Así, cada codón se traduce por uno de los veinte aminoácidos existentes, y la secuencia de codones da lugar a una cadena de aminoácidos, es decir una proteína.

 

  • Montar aminoácidos para formar proteínas específicas, las proteínas son esenciales para llevar a cabo las actividades celulares. 
  • El proceso de producción de proteínas, el ácido desoxirribonucleico produce mRNA por el proceso de transcripción de ADN. 
  • El mensaje genético del mRNA se traduce en proteínas durante la traducción del ADN. 
  • Las secuencias de ensamblaje de proteínas durante la síntesis de proteínas se especifican en el mRNA.
  • El mRNA se sintetiza en el núcleo y se transporta al citoplasma para un proceso adicional de síntesis de proteínas.
  • En el citoplasma, las dos subunidades de ribosomas se unen alrededor de los polímeros de mRNA; Proteínas se sintetizan con la ayuda de la transferencia de ARN. 
  • Las proteínas que son sintetizadas por los ribosomas presentes en el citoplasma se utilizan en el propio citoplasma. Las proteínas producidas por los ribosomas unidos se transportan fuera de la célula. 
Ilustración de las subunidades ribosómicas Mrna Protein Synthesis

Función

 

Los ribosomas son una estructura celular que produce proteínas. La proteína es necesaria para muchas funciones celulares, como la reparación de daños o la dirección de procesos químicos. Los ribosomas pueden encontrarse flotando dentro del citoplasma o unidos al retículo endoplásmico.

La ubicación de los ribosomas en una célula determina qué tipo de proteína que hace. Si los ribosomas flotan libremente a través de la célula, hará las proteínas que serán utilizadas dentro de la célula sí mismo. Cuando los ribosomas se unen al retículo endoplásmico, se lo denomina retículo endoplasmático rugoso o ER agudo. Las proteínas fabricadas en el ER rugoso se utilizan para el uso dentro de la célula o fuera de la célula.

Las proteínas son una parte esencial de todas las células. Tanto los eucariotas como los procariotas requieren proteínas para funcionar y realizar actividades diarias. Por esta razón, los ribosomas son extremadamente importantes para la supervivencia de los seres vivos.

Ribosoma bacteriano

Estructura del ribosoma bacteriano

una célula bacteriana tiene unos 20.000 ribosomas, que están libres en el citoplasma o anclados a la membrana citoplasmática. Estas partículas tienen un coeficiente de sedimentación de aproximadamente 70 unidades Svedberg (70 S = 2,65 x 10 6  daltons). Se componen de una subunidad grande (50 S = 1,5 × 10 6  Da) y una pequeña subunidad (30 S = 0,9 × 10 6  Da). La disociación de las partículas de 70 S en subunidades se produce naturalmente cuando cesa la función de traslación ejercida por el ribosoma unido al ARNm y, por tanto, a la terminación de las cadenas polipeptídicas. Puede realizarse artificialmente en el laboratorio bajo ciertas condiciones experimentales: las subunidades se separan luego por centrifugación en gradientes de densidad.

Los ribosomas de procariotas (bacterias y cianophyceae) consisten en 60 p. De rRNA y 40% 100 proteínas ribosómicas (r proteínas): hay tres tipos de rRNA y 52 proteínas. La subunidad 30S contiene una molécula de rRNA 16S y las proteínas S1 a S21 La subunidad 50S contiene ARNr 5S, ARNr 23S, así como proteínas L1 a L34. Los 3 rRNAs difieren en tamaño, secuencia de nucleótidos y estructura tridimensional. Las proteínas r son únicas excepto por los dos dímeros L 7 / L 12 y el par L 26-S 20. Las proteínas ribosómicas pueden separarse por electroforesis bidimensional. Tienen tamaños entre 10.000 y 30.000 daltons, excepto la proteína S 1 (65.000). La fraccionación de los ARNr se lleva a cabo por electroforesis o por cromatografía en columna.

Los RRNA representan aproximadamente el 80% 100 del ARN total extraído de una bacteria. Los tres tipos de rRNA, Escherichia coli se secuenció completamente. Estos estudios mostraron la presencia de regiones complementarias que permiten la formación de “brazos” bicatenarios mediante el emparejamiento de las bases GC y AU: estos brazos separan bucles monocatenarios.

Ribosomas procarióticos 

En una célula bacteriana hay alrededor de 10.000 ribosomas que representan hasta el 30% del peso de la célula. Los ribosomas bacterianos están libres en el citoplasma. Los sedimentos ribosómicos bacterianos como partículas 70S que se compone de 30S y una subunidad grande es de 50S. La pequeña subunidad del ribosoma procariótico funciona en la asociación con el ARN mensajero durante la traducción y la decodificación. Las grandes subunidades de los ribosomas funcionan como centro de peptidil transferasa y es el sitio de formación de enlaces peptídicos. La estructura del ribosoma bacteriano se compone de más de 50 proteínas y tres grandes dominios de la molécula de ARN. Son el sitio de la síntesis de proteínas. 

Células eucariotas

¿Cómo logran las células todas sus funciones en un paquete tan pequeño y lleno de gente? Las células eucariotas – las que forman cattails y manzanos, hongos y ácaros del polvo, halibut y lectores de Scitable – han desarrollado formas de dividir diferentes funciones a varios lugares de la célula. De hecho, existen compartimentos especializados llamados organelos dentro de células eucariotas para este propósito.



Diferentes orgánulos juegan diferentes papeles en la célula – por ejemplo, las mitocondrias generan energía a partir de las moléculas de los alimentos; los lisosomas descomponen y reciclan orgánulos y macromoléculas ; y el retículo endoplasmático ayuda a construir membranas y transportar proteínas a través de la célula. Pero, ¿qué características tienen todos los organelos en común? ¿Y por qué el desarrollo de tres organelos particulares -el núcleo, ella mitocondria y el cloroplasto – tan esencial para la evolución de los eucariotas actuales.

 

¿Por qué las mitocondrias y los cloroplastos son especiales?

 

 ¿Por qué las mitocondrias y los cloroplastos son especiales?

Además del núcleo, otras dos organelas, la mitocondria y el cloroplasto, desempeñan un papel especialmente importante en las células eucariotas. Estas estructuras especializadas están rodeadas por membranas dobles, y se cree que se originaron cuando todos los seres vivos de la Tierra eran organismos unicelulares. En ese momento, algunas células eucariotas más grandes con membranas flexibles “comían” al engullir moléculas y células más pequeñas – y los científicos creen que las mitocondrias y los cloroplastos surgieron como resultado de este proceso.

 En particular, los investigadores piensan que algunos de estos eucariotas “devoradores” engullieron prokaryotes más pequeños, y una relación simbiótica se desarrolló posteriormente. Una vez secuestrados, los procariotas “comidos” continuaron generando energía y llevando a cabo otras funciones celulares necesarias, y los eucariotas del huésped llegaron a confiar en la contribución de las células “comidas”. A lo largo de muchas generaciones, los descendientes de los eucariotas desarrollaron mecanismos para seguir apoyando este sistema, y ​​al mismo tiempo, los descendientes de los procariotas engullidos perdieron la capacidad de sobrevivir por sí mismos, evolucionando hasta convertirse en mitocondrias y cloroplastos actuales. Este origen propuesto de las mitocondrias y los cloroplastos es conocido como el hipótesis endosimbiótica .

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR PROCARIÓTICA

La gran mayoría de las células en la Tierra son procariotas , por lo que estamos en la minoría. ¿Se siente superado en número?

Si los procariotas no fueran tan feos, serían algo lindos:

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR PROCARIÓTICA

Hay dos tipos principales de procariotas:

 

  • Las bacterias (singular “bacteria”)
  • Archaea (singular “archaeon”)

Como usted puede haber leído antes en esta unidad, los biólogos ahora estiman que cada ser humano lleva cerca de 20 veces más células bacterianas, o procariotas, en su cuerpo que las células humanas, o eucariotas. Si esa estadística lo abruma, tenga la seguridad de que la mayoría de estas bacterias están tratando de ayudarle, no hacerle daño.

Numéricamente, hay 20 veces más células procariotas en la Tierra que células eucariotas. Esto es sólo una estimación mínima, sin embargo, porque hay billones y trillones de células bacterianas que no están asociados con organismos eucariotas.

Además, todas las arqueas son procariotas, también. Como es el caso de las bacterias, se desconoce cuántas células arqueológicas están en la Tierra, pero el número seguramente será astronómico. En total, las células eucariotas constituyen sólo una fracción muy pequeña del número total de células en la Tierra. Así que … ¿quién dirige este lugar, de nuevo?

Hay cuatro estructuras principales compartidas por todas las células procariotas, bacterianas o arqueológicas:

 

  1. La membrana plasmática
  2. Citoplasma
  3. Ribosomas
  4. Material genético (ADN y ARN)

Algunas células procariotas también tienen otras estructuras como la pared celular, pili (singular “pillus”), y flagelos (singular “flagelo”). Cada una de estas estructuras y componentes celulares desempeña un papel crítico en el crecimiento, supervivencia y reproducción de células procariotas.

 

Membrana plasmática procariótica

Las células procariotas pueden tener múltiples membranas plasmáticas . Prokaryotes conocidos como ” bacterias gram-negativas “, por ejemplo, a menudo tienen dos membranas plasmáticas con un espacio entre ellos conocido como el periplasma . Como en todas las células, la membrana plasmática en las células procariotas es responsable de controlar lo que entra y sale de la célula.

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Una serie de proteínas pegadas en la membrana (pobres) también ayuda a las células procariotas a comunicarse con el medio ambiente circundante. Entre otras cosas, esta comunicación puede incluir enviar y recibir señales químicas de otras bacterias e interactuar con las células de organismos eucariotas durante el proceso de infección. La infección, por cierto, es el tipo de cosas que no quieres que los procariotas hagan contigo.

Tenga en cuenta que la membrana plasmática es universal para todas lascélulas, procariota y eucariótica. Debido a que este componente celular es tan importante y tan común, se aborda con gran detalle en su propia sección en profundidad .

La estructura y la función de los ribosomas en eucariotas y procariotas

La estructura y la función de los ribosomas en eucariotas y procariotas

DIFERENTES TAMAÑOS Y COMPOSICIONES

Los tamaños de ribosomas y otras estructuras celulares se describen en términos de unidades de Svedberg (S), que en realidad son una medida de la velocidad de sedimentación en una centrífuga. Los ribosomas procarióticos son unidades de partículas 70S con subunidades 30S y 50S – con la subunidad 30S que contiene ARN 16S y 21 péptidos. Los ribosomas eucariotas son unidades 80S con subunidades 40S y 60S – con la subunidad 40S que contiene ARN 18S y 33 polipéptidos y el 60S que contiene ARN 28S, ARN 5,8S, ARN 5S y 49 polipéptidos.

UBICACIONES DENTRO DE LA CELDA

Una de las principales diferencias entre células procarióticas y eucariotas es que las células eucariotas tienen organelos celulares con membranas distintas y las células procariotas no. Esto significa que los ribosomas en las células procariotas son flotantes en el citoplasma. En las células eucariotas, los ribosomas pueden vagar libremente en el citoplasma, pero también pueden estar unidos al exterior del retículo endoplásmico. Los ribosomas también se pueden encontrar en mitocondrias y cloroplastos de células eucariotas.

INICIACIÓN DE LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Los ribosomas sintetizan proteínas tanto en células procariotas como eucariotas, pero el proceso se inicia de manera diferente en cada tipo de célula. En células eucariotas, el aminoácido de partida es metionina en lugar de la N-formilmetionina utilizada por células procariotas. En ambos tipos de células, un ARN de transferencia especial (ARNt) participa en la iniciación. Ambos tipos de células también utilizan la secuencia de ARN AUG como iniciador. Sin embargo, los eucariotas, a diferencia de los procariotas, no utilizan una secuencia específica para diferenciar las secuencias AUG del iniciador de las internas no destinadas a iniciar la síntesis de proteínas.

ELONGACIÓN Y TERMINACIÓN

La elongación, o la producción de la línea de montaje de proteínas, es muy similar en procariotas y eucariotas, con la única diferencia notable de que los factores de elongación eucariota EF1α y EF1βγ son EF-Tu y EF-Ts en procariotas. En los procariotas, dos proteínas, RF-1 y RF-2, denominadas “factores de liberación” reconocen la secuencia de detención en el mRNA y terminan el proceso de producción de proteínas. La terminación en eucariotas se logra a través de un factor de liberación único similar, denominado eRF1.

 

Ribosoma de células vegetales

Las células vegetales tienen ribosomas y están compuestas por proteínas y ARN ribosómico. Los ribosomas en una célula vegetal se encuentran en el citoplasma, la superficie del retículo e ndoplásmico rugoso, las mitocondrias y los cloroplastos. Hay dos tipos de ribosomas: ribosomas libres y ribosomas unidos. Los  unos ribosomas ttached están unidos a la superficie del retículo endoplásmico y que son el sitio para protei síntesis n. La síntesis de proteínas también ocurre en los ribosomas libres.  

Ribosomas en células vegetales

Ribosoma de células animales

Los ribosomas son constructores de proeína del cll. Se encuentran en muchos lugares en el citoplasma. Pueden ser sseen libremente flotando en el citoplasma y se ven unidos al retículo endoplásmico. Los ribosomas de las células animales se hacen también de dos subunidades grandes (60S) y pequeñas (40S) Cuando hay necesidad de proteínas en una célula, el ARNm se produce en el núcleo y se envía a la célula ya los ribosomas. Ribsomes se reúnen en el momento de la formación de proteínas y se combinan con la molécula de ARNm y por lo tanto las proteínas se sintetizan. 

Ribosoma mitocondrial

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Los ribosomas altamente divergentes de las mitocondrias humanas (mitoribosomas) sintetizan 13 proteínas esenciales de los complejos de fosforilación oxidativa. Hemos determinado la estructura del mitoribosoma intacto a la resolución de 3,5 angstrom por cryo-microscopía de electrones de una sola partícula. Revela 80 proteínas extensamente interconectadas, 36 de las cuales son específicas de las mitocondrias y tres moléculas de ARNr. El dominio principal de la subunidad pequeña, particularmente el canal de mRNA, es altamente remodelado. Muchos puentes intersubunitarios son únicos para el mitoribosoma, que adopta conformaciones que implican clavar o enrollar la pequeña subunidad que son distintas de las observadas en bacterias o eucariotas. Una GTPasa intrínseca media un contacto entre la cabeza y la protuberancia central. La estructura proporciona una referencia para el análisis de las mutaciones que causan patologías severas,

Introducción

Los mitoribosomas se han diferenciado sustancialmente de los ribosomas bacterianos, con los que comparten un antepasado común. Tienen una inversión en su relación proteína a ARN, como resultado de una contracción del ARN ribosómico (ARNr) y la adquisición de muchas proteínas adicionales, que facilitan los requisitos específicos de la síntesis de proteínas en las mitocondrias, tales como la síntesis de proteínas hidrófobas y su co- traslacional a la membrana . Se conoce la estructura atómica de la subunidad grande mitoribosómica (mt-LSU) . Sin embargo, la obtención de una estructura de alta resolución similar de todo el mitoribosoma ha sido obstaculizada por la variabilidad conformacional de la subunidad pequeña (mt-SSU). El mt-SSU se une al ARNm, participa en la iniciación y decodificación precisas, y experimenta cambios conformacionales a gran escala durante el ciclo de alargamiento . Aquí presentamos la estructura del mitoribosoma humano intacto a una resolución de 3,5 Å mediante cryo-microscopía electrónica (cryo-EM) revelando un modelo atómico para el mt-SSU, la dinámica inusual del mitoribosoma y los detalles moleculares de los puentes específicos entre las mitocondrias las dos subunidades.

Ribosoma plastidial

Identificación proteómica de todas las proteínas ribosómicas específicas de los plastidios en la subunidad ribosómica del cloroplasto 30S de la planta superior.

Seis proteínas ribosómicas son específicos de ribosomas de cloroplastos de plantas superiores [Subramanian, AR (1993) Trends Biochem. Sci. 18, 177 – 180]. Tres de ellos se han caracterizado completamente [Yamaguchi, K., von Knoblauch, K. y Subramanian, AR (2000) J. Biol. Chem. 275, 28455 – 28465; Yamaguchi, K. y Subramanian, AR (2000) J. Biol. Chem. 275, 28466 – 28482]. Las proteínas ribosómicas específicas de los plastidios restantes (PSRPs), todas ellas en la subunidad pequeña, han sido ahora caracterizadas (2D PAGE, HPLC, secuenciación N-terminal / péptido interno, MS de ionización por electrospray, clonación / secuenciación de cDNAs precursores). PSRP-3 existe en dos formas (alfa / beta, N-terminal libre y bloqueado por modificación postraduccional), mientras que PSRP-2 y PSRP-4 aparecen, a partir de MS datos, a no ser modificado.

La PSRP-2 contiene dos dominios de unión al ARN que se producen en el procesamiento de mRNA / proteínas estabilizadoras (por ejemplo URI snRNP, proteínas de unión a poli (A)), sugiriendo un posible papel en el reclutamiento de mRNAs de cloroplasto almacenados para la síntesis de proteínas activas. PSRP-3 es el orthologue planta más alta de una proteína hipotética (producto del gen ycf65), informado por primera vez en el genoma del cloroplasto de una alga roja. El gen ycf65 está ausente de los genomas del cloroplasto de las plantas superiores.

Identificación proteómica de todas las proteínas ribosómicas específicas de los plastidios en la subunidad ribosómica del cloroplasto 30S de la planta superior.

Por lo tanto, sugerimos que Psrp-3 / ycf65, que codifica una proteína ribosomal de cloroplasto conservada evolutivamente, representa un ejemplo de transferencia de genes de organelos a núcleos en la evolución del cloroplasto. La PSRP-4 muestra una fuerte homología con Thx, una pequeña proteína ribosómica básica de la subunidad 30S de Thermus thermophilus (con un papel estructural específico en la estructura cristalográfica de la subunidad) pero sus ortólogos están ausentes de Escherichia coli y de la bacteria fotosintética Synechocystis. Por lo tanto, sugeriría que la PSRP-4 es un ejemplo de captura de genes (vía transferencia horizontal de genes) durante la aparición de cloro-ribosomas.

Orthologues de los seis PSRPs son identificables en la secuencia completa del genoma de Arabidopsis thaliana y en la planta más alta expresó etiqueta de secuencia de datos. Los seis PSRPs están codificados por el núcleo. Los precursores citosólicos de PSRP-2, PSRP-3 y PSRP-4 tienen péptidos de orientación promedio (62, 58 y 54 residuos de longitud), y las proteínas maduras tienen una longitud de 196, 121 y 47 restos (masas molares, 21,7 , 13,8 y 5,2 kDa), respectivamente. Se discuten las funciones de los PSRP como participantes activos en la regulación traslacional, la característica clave de la síntesis de proteínas de los cloroplastos, y se propone un modelo.

Descubrimiento de ribosomas:

Descubrimiento de ribosomas:

Los ribosomas fueron descubiertos por Robinson y Brown (1953) en células vegetales y por Palade (1955) en células animales. Palade (1955) también acuñó el término de ribosoma. Un gran número de ribosomas ocurren en una célula. Por ejemplo, una sola célula de la bacteria Escherichia coli contiene 20000-30000 ribosomas. Su número en células eucariotas es varias veces más.

Los ribosomas son partículas ribonucleoprotéicas protoplasmáticas desnudas (RNP) con una longitud de 200-340 A y diámetro de 170-240A que funcionan como sitios para la síntesis de proteínas o polipéptidos. Los ribosomas se conocen popularmente como fábricas de proteínas. Son sub-esféricas en el esquema. No existe una membrana de recubrimiento. Cada ribosoma consta de dos subunidades desiguales, más grande en forma de cúpula y más pequeño oblata-elipsoide.

 La subunidad

 La subunidad

 

La subunidad grande tiene una protuberancia, una cresta y un tallo. La subunidad más pequeña posee una plataforma, hendidura, cabeza y base. Es aproximadamente la mitad del tamaño de una subunidad más grande.

La subunidad más pequeña encaja sobre la más grande en un extremo como una tapa (Fig. 8.40). Mg2 es necesario para unir las dos subunidades (por debajo de 0,0001 M Mg2 las dos subunidades se disocian mientras que por encima de esta fuerza los ribosomas pueden unirse para formar dímeros.

Efecto de la Concentración de Mg de Ribsome

Partes del ribosoma

Ocurrencia de ribosomas:

Los ribosomas pueden presentarse individualmente como monosomas o en rosetas y grupos helicoidales llamados polirribosomas o polisomas (Gk. Poly- many, soma-body).

Los diferentes ribosomas de un polirribosoma están conectados con una hebra de 10-20 A de espesor de mensajero o mRNA (Fig. 8.41). El mantenimiento del polirribosoma requiere energía. Los poliribosomas se forman durante los períodos de síntesis de proteínas activas cuando se requieren varias copias del mismo polipéptido.

Poliribosoma

Los ribosomas ocurren en todas las células vivas con la excepción de eritrocitos de mamíferos o glóbulos rojos. Dependiendo del lugar de su aparición, los ribosomas son de dos tipos, citoplásmico y orgánulo. Los organos ribosomas se encuentran en plastidios (ribosomas plastidios) y mitocondrias (mitoribosomas).

 

Ribosomas citoplasmáticos

Los ribosomas citoplasmáticos (citoribosomas) pueden permanecer libres en la matriz citoplásmica o unidos a la superficie citosólica del retículo endoplásmico con la ayuda de una ribofórina especial o proteína SRP.

El apego se produce a través de subunidades mayores o 60 S. Diferentes tipos de ribosomas pueden producir diferentes tipos de proteínas, p. Ej., Proteínas estructurales de ribosomas citoplasmáticos libres y proteínas globulares de ribosomas unidos a ER.

Los ribosomas unidos generalmente transfieren sus proteínas a las cisternas del retículo endoplasmático para el transporte a otras partes dentro y fuera de la célula. También son enviados a organelos intracelulares como núcleo, mitocondrias y cloroplastos. Las proteínas recién sintetizadas son asistidas en su plegamiento y transporte por proteínas específicas llamadas chaperones.

El tamaño de los ribosomas se determina por el coeficiente de sedimentación en la centrífuga. Se mide como unidad de Svedberg llamada S (S = 1 x 10 -13 seg). Los ribosomas citoplasmáticos de eucariotas son 80 S.

Tienen un tamaño de 300-340 Ax 200-240 A y una masa de 4,0-4,5 millones de dalton. Los ribosomas citoplásmicos de procariontes (PPLO, bacterias y algas azulverde) son 70 S. El tamaño es de 200-290 A x 170-210 A y la masa es de 2.7-3.0 millones daltons (Fig. 8.42).

80S y 70S Ribosomas

Los organos ribosomas son también 70 S pero en mitocondrias de mamíferos tienen coeficiente de sedimentación de 55 S. Las dos subunidades de 80 S ribosomas son 60S y 40S, mientras que 70S ribosomas 50S y 30S subunidades. Se produce un túnel entre las dos subunidades para el paso del mRNA. La subunidad más grande tiene una ranura para expulsar el polipéptido recién sintetizado.

Un ribosoma tiene cuatro sitios para anexos específicos:

(i) sitio de unión de mRNA,

(ii) un sitio A o aminacetilo para la unión al aminoácido recién llegado que transporta tRNA.

(iii) sitio P o peptidilo con ARNt que porta polipéptido en crecimiento,

(iv) E o sitio de salida para el tRNA liberado antes de que salga del ribosoma.

Los ribosomas 80S se sintetizan dentro del nucleolo. Las proteínas provienen del citoplasma. 5S ARN se sintetiza por separado, mientras que otros se forman por el nucleolo. Los ribosomas 80S no se vuelven funcionales dentro del nucleolo.

Sus subunidades salen del núcleo y se vuelven operacionales en el citoplasma. 70S se forman ribosomas de procariotas en el citoplasma mientras que los de organelos celulares semi-autónomos se forman en su matriz.

Químicamente un ribosoma se compone de dos partes, proteínas y rRNA. Los ribosomas de las células hepáticas también pueden contener lípidos en una proporción de 5-10%. Por lo general, más rRNA está presente en los ribosomas 70S en comparación con la proteína (60-65: 35-40), mientras que lo contrario es cierto para los ribosomas 80S (40-44: 56-60). La subunidad 40S del ribosoma 80S contiene 33 moléculas de proteína y un solo ARNr de 18S.

La subunidad 30S del ribosoma 70S posee 21 moléculas proteicas y 16S rRNA. La subunidad 60S del ribosoma 80S tiene 40 moléculas de proteína y tres tipos de rRNAs-28S, 5.8S y 5S. 50S subunidad de 70S ribosoma contiene 34 moléculas de proteínas y dos tipos de rRNAs-23S y 5S. Las proteínas son estructurales y enzimáticas.

Funciones de los ribosomas:

(i) Fábricas de Proteínas:

Los ribosomas son sitios para la síntesis de polipéptidos o proteínas.

(ii) Ribosomas libres y unidos:

Los ribosomas libres sintetizan proteínas estructurales y enzimáticas para su uso dentro de la célula. Los ribosomas conectados sintetizan proteínas para el transporte,

(iii) Enzimas y Factores:

Los ribosomas proporcionan enzimas (por ejemplo, receptores de Peptidyl) y factores para la condensación de aminoácidos para formar polipéptidos,

(iv) ARNr:

El ribosoma contiene rRNAs para proporcionar puntos de unión a mRNA y tRNAs.

(v) ARNm:

El ribosoma tiene un túnel para el mRNA de modo que pueda ser traducido correctamente,

vi) Protección:

El polipéptido recién sintetizado proporciona protección contra las enzimas citoplasmáticas encerrándolo en la ranura de la subunidad más grande del ribosoma hasta que alcanza la estructura secundaria.

 

Origen de los ribosoma

El ribosoma y el origen de la vida

Sobre la evolución del ribosoma, el dogma central de la biología molecular, y lo que está más allá de la raíz del árbol de la vida

El ribosoma y el origen de la vida

Más allá de la raíz del árbol de la vida, casi 4 mil millones de años en el pasado lejano, está el origen. Durante o cerca del origen de la vida, el inicio de la producción de proteínas de secuencias específicas, con estructuras bien definidas y funciones sofisticadas, puso en marcha Crick’s Central Dogma de Biología Molecular. La traducción inicial del ARN mensajero en proteína estableció el camino de la biología y estableció el paradigma que continúa dominando la tierra biológica después de más de 3.500 millones de años.

Los expedientes moleculares fueron hechos y retenidos durante el origen de la vida; las moléculas se han reproducido fielmente desde entonces hasta ahora. Muchas de estas moléculas son pequeñas, como aminoácidos y azúcares y bases. Sin embargo, las moléculas grandes del origen de la vida también se conservan – en el ribosoma. Las macromoléculas más antiguas, más universales y mejor conservadas en el mundo biológico se encuentran en el ribosoma, donde el ARNm se traduce en proteína.

Leonardo da Vinci descubrió que un árbol registra su historia en sus anillos. Las moléculas biológicas también registran sus historias. El ribosoma es una lente a un mundo de moléculas primordiales, de antes de la síntesis de proteínas.El ribosoma es nuestra máquina molecular del tiempo.

El modelo de acreción

En nuestra investigación desarrollamos métodos, basados ​​en estructuras tridimensionales, para leer información primordial almacenada profundamente dentro del ribosoma. Esta información nos ha guiado en la construcción de un modelo altamente detallado a nivel molecular de la evolución del ribosoma. Este modelo, que llamamos el “modelo de la acreción”, es comprensivo en que describe los orígenes de la subunidad ribosomal grande, de la subunidad pequeña, del ARN de la transferencia y del ARN mensajero.

El modelo describe la acumulación iterativa de fragmentos de ARN en una acumulación incremental de ribosomas gigantes. La cronología del Modelo de Acreditación se inicia en la antigua protobiología en la formación inicial de centros funcionales y progresa hasta el establecimiento del código genético y la integración funcional de polinucleótidos y polipéptidos. El modelo de acreción proporciona un marco para entender el rápido aumento en curso de tamaños de metazoos y especialmente ribosomas de mamíferos. Por supuesto, la palabra “rápido” debe interpretarse aquí en el plazo de un proceso de varios miles de millones de años.

Ribosomas y el árbol de la vida

En 1969, el profesor asociado de la microbiología Carl Woese escribió al premio Nobel Francis Crick que buscaba el apoyo moral para una investigación del pasado distante. Woese escribió:

… yo estaría agradecido … por cualquier respaldo (en gran medida moral) que podría darme … si alguna vez vamos a desentrañar el curso de los acontecimientos que conducen a la evolución de las células procariotas (es decir, más simple) … esto se puede hacer mediante el uso de células “Registro fósil interno”. La elección obvia de las moléculas aquí reside en los componentes del aparato de traducción. ¿Qué linaje más antiguo hay?

Woese fue profundamente perspicaz al elegir concentrarse en el ribosoma.Ningún otro sistema biológico podría haber proporcionado la información que buscaba. Y funcionó. En 1977, Woese y el socio de investigación George Fox sacudieron al mundo científico anunciando su descubrimiento de un tercer dominio de la vida, y por su revisión fundamental del árbol de la vida. Para determinar las relaciones filogenéticas, Woese y Fox fueron pioneros en el uso de la secuenciación de ARN ribosómico. Su método es tan poderoso y penetrante que ahora hay alrededor de 5 millones de secuencias de rRNA en las bases de datos.

A principios del siglo XXI, el mundo científico fue sacudido nuevamente, esta vez por la determinación de estructuras tridimensionales de alta resolución de ribosomas. Steitz, Yonath y Ramakrishnan compartieron el Premio Nobel de Química 2009 por este trabajo. Las estructuras de ribosomas, determinadas por la cristalografía de rayos X y la microscopía cryoelectrónica, están ahora disponibles para muchas especies y se están acumulando rápidamente. rRNA secuencias permitieron microbiólogos como Woese y Fox para volver a escribir el árbol de la vida. La estructura tridimensional cambia más lentamente en el tiempo que la secuencia, proporcionando una visión mucho más penetrante del pasado distante. Las estructuras ribosómicas nos permiten excavar más allá de la raíz del árbol de la vida.

Evolución del ribosoma

El ribosoma en tres dimensiones nos muestra que el túnel de salida fue un tema central de todas las fases de su evolución. El túnel se extendió y rigidificó continuamente. La síntesis de péptidos no codificados de longitud creciente confería ventaja como algunos productos de reacción unidos al ribosoma. El ribosoma ganó secuencialmente capacidades para el plegamiento de ARN, catálisis, asociación de subunidades, evolución de subunidades correlacionadas, decodificación y translocación impulsada por energía. La proteinización superficial del ribosoma decodificador fue uno de los motores de una proteinización más general de otros procesos biológicos, dando lugar a la biología moderna. El ribosoma generó la relación simbiótica existente entre las proteínas funcionales y los ácidos nucleicos informativos.

Diferencias entre los ribosomas libres y los ligados

Diferencias entre los ribosomas libres y los ligados

 Los ribosomas libres se localizan en el citoplasma, y ​​los ribosomas unidos se unen al retículo endoplasmático. Los ribosomas libres producen proteínas para la célula, mientras que los ribosomas unidos producen proteínas que son transportadas fuera de la célula.

Ubicación de los ribosomas libres y enlazados

El lugar donde se localiza el ribosoma es una de las diferencias entre los ribosomas libres y los ligados. Los ribosomas libres se localizan en el citoplasma de la célula. No están unidos a ninguna estructura, pero pueden agruparse junto con otros ribosomas para formar polisomas. En el citoplasma, los ribosomas son flotantes libres.Pueden moverse por toda la celda.

Los ribosomas unidos se localizan en la superficie del retículo endoplasmático. El retículo endoplasmático que contiene ribosomas se describe como el retículo endoplasmático rugoso debido a la superficie llena de baches. Los ribosomas unidos no pueden moverse a otras áreas de la célula. Están unidos a lacitosólico del retículo endoplásmico.

Tipos de proteínas sintetizadas por los ribosomas libres y enlazados

Los tipos de proteínas producidas por los ribosomas es otra de las diferencias entre los ribosomas libres y los ligados. Los ribosomas libres producen proteínas que son utilizadas por la célula. Esto incluye las proteínas que se utilizan para el metabolismo de los alimentos. Los ribosomas libres producen enzimas implicadas en el metabolismo de la glucosa.

Los ribosomas unidos producen proteínas que son transportadas fuera de la célula. Esto incluye las proteínas que se requieren para una función específica, tales como enzimas digestivas. Los ribosomas unidos también producen hormonas polipeptídicas. Unas pocas proteínas producidas por ribosomas unidos se utilizan en la membrana celular y en la superficie externa de la célula. Los receptores de superficie y las proteínas de señalización celular son producidos por ribosomas unidos.

Síntesis de proteínas

Tanto los ribosomas libres como los ligados producen proteínas al traducir el código genético del mRNA en una cadena de aminoácidos. Los ribosomas requieren tRNA para producir proteínas. tRNA trae los aminoácidos que corresponden con el código genético en mRNA al ribosoma. La molécula de ARNt se une al ribosoma en tres lugares. Existe un sitio para la porción del ARNt que se une al siguiente aminoácido y un sitio para la cadena de aminoácidos en crecimiento. La tercera área es el sitio de salida que libera el ARNt después de que se completa la proteína. Los ribosomas enlazados envían la mayoría de las proteínas al retículo endoplásmico, mientras que la mayoría de las proteínas producidas por los ribosomas libres se dirigen hacia el aparato de Golgi. En ambos casos, las proteínas son finalmente modificadas y transportadas a su destino.

Ribosomas procarióticos

Los ribosomas procarióticos son más pequeños y tienen una forma y composición ligeramente diferentes de los encontrados en las células eucariotas. Ribosomas bacterianos, por ejemplo, tienen aproximadamente la mitad de la cantidad de RNA ribosómico (rRNA) y un tercio menos de proteínas ribosomales (53 vs. ~ 83) que los ribosomas eucariotas tienen  . A pesar de estas diferencias, la función del ribosoma procariótico es virtualmente idéntica a la versión eucariótica. Al igual que en las células eucariotas, los ribosomas procariotas construyen proteínas mediante la traducción de mensajes enviados desde el ADN.

La fábrica de proteínas: sitio y servicios

Todas las fábricas necesitan servicios tales como gas, agua, drenaje y comunicaciones. Para que estos se proporcionen debe haber una ubicación o sitio.

La producción de proteínas también necesita requisitos de servicio. Un sitio que requiere la prestación de servicios se produce en una pequeña subunidad de ribosomas cuando una hebra de ARNm entra a través de una hendidura selectiva y una cadena de ARNt de iniciador a través de otra. Esta acción activa la pequeña subunidad para bloquear a una subunidad ribosómica grande para formar un ribosoma completo y activo. El proceso asombroso de la producción de la proteína puede ahora comenzar.

Para que se produzca la traducción y la síntesis de proteínas, están implicados muchos productos químicos iniciadores y de liberación, y muchas reacciones que utilizan enzimas tienen lugar. Sin embargo, hay requisitos generales que deben cumplirse.

 La siguiente lista muestra los principales requisitos y cómo se proporcionan:

  • Requisito:  Una instalación segura (libre de contaminación) y adecuada para el proceso de producción de proteínas.
  • Disposición: esta instalación es proporcionada por las dos subunidades ribosómicas cada una de las cuales está protegida por una cubierta de membrana. Cuando las dos subunidades se unen para formar el ribosoma completo, las moléculas que entran y salen sólo pueden hacerlo a través de hendiduras o túneles selectivos en la estructura molecular.
  • Requisito: Un suministro de información en una forma que el ribosoma puede traducir con un alto grado de precisión. La traducción debe ser precisa para que se produzcan las proteínas correctas.
  • Provisión: La información es suministrada por el núcleo y entregada al ribosoma en forma de una cadena de mRNA. Cuando el ARNm se forma en el núcleo se cortan los intrones (secciones no codificantes) y los exones (secciones de codificación) se unen por un proceso denominado empalme.
  • Requisito: Suministro de aminoácidos a partir de los cuales el mecanismo ribosómico puede obtener los aminoácidos específicos necesarios.
  • Provisión:    Los aminoácidos, suministrados principalmente a partir de alimentos, normalmente están disponibles libremente en el citoplasma.
  • Requisito:   Un sistema que puede seleccionar y bloquear a un aminoácido en el citoplasma y entregarlo al sitio de traducción y síntesis en el ribosoma.
  • Provisión: Hilos cortos de transferencia de ácido ribonucleico (ARNt) fabricados en el núcleo y disponibles en el citoplasma actúan como “adaptadores”. Cuando una cadena de tRNA se ha bloqueado en un aminoácido, el tRNA se dice que está ‘cargado’. el ARNt se difunde en la subunidad ribosómica más pequeña y cada cadena corta de ARNt suministra un aminoácido.
  • Requerimiento: Un medio para liberar en el citoplasma: (a) un polipéptido recién formado, (b)ARNm que se ha utilizado en el proceso de traducción,     (c)  ARNt que ha liberado el aminoácido que llevaba y que ahora está “descargado ‘.
  • Provisión: (a) cuando una cadena peptídica recién formada se produce profundamente dentro de la subunidad grande del ribosoma, se dirige hacia el citoplasma a lo largo de un túnel o hendidura. b) El ARNm “usado” deja la subunidad ribosómica más pequeña a través de un túnel en el lado opuesto a su punto de entrada. El movimiento a través del ribosoma es provocado por un solo movimiento de un solo sentido, intermitente del ribosoma a lo largo, y en la dirección de la cadena entrante de mRNA.  (c ) el ARNt en estado ‘sin carga’   sale por un túnel en la arquitectura molecular de la subunidad grande de ribosomas.

La Fábrica de Proteínas: ¿Qué sucede en el interior? 

– Un vistazo a la línea de producción de proteínas que pueden unirse a los aminoácidos a una tasa de 200 por minuto!

Ahora hemos considerado los requisitos y las disposiciones necesarias para que la máquina de producción de proteínas para operar, podemos mirar el funcionamiento interno.

Como se mencionó anteriormente muchas reacciones bioquímicas detalladas tienen lugar en el ribosoma y sólo un breve esquema se da aquí para ilustrar el concepto.
( Por favor vea también ‘esquema de ribosoma’ al final de la sección)

En el ribosoma hay TRES ETAPAS y TRES SITIOS operativos involucrados en la línea de producción de proteínas.

Las tres ETAPAS son (1) Iniciación, (2) Elongación y (3) Terminación.

Los tres SITES operativos o vinculantes son A, P y E que se leen desde el sitio de entrada del mRNA (convencionalmente el lado derecho).

Los sitios A y P abarcan ambas subunidades de ribosomas con una parte mayor que reside en la subunidad grande de ribosomas y una parte más pequeña en la subunidad más pequeña. El sitio E , el sitio de salida, reside en la subunidad ribosómica grande.

Tabla de sitios de unión, posiciones y funciones en un ribosoma 
(véase también el esquema del ribosoma al final de la sección)

Sitio de unión

mRNA strand entry site

Término biológico

Principales procesos

Sitio A

1er

Unminoacilo

Admisión de codón de ARNm y cadena ‘cargada’ de ARNt. Verificación y descodificación e inicio de la “entrega” de una molécula de aminoácido

Sitio P

2do

P eptidilo

Síntesis peptídica, consolidación, elongación y transferencia de la cadena peptídica al sitio A

Si t e E

3er

Citoplasma de salida

Preparación de tRNA ‘sin carga’ para la salida

Las tres etapas:

  1. Iniciación. Durante esta etapa, una pequeña subunidad de ribosomas se conecta al “extremo de inicio” de una cadena de mRNA. ‘Initiator tRNA’ también entra en la subunidad pequeña. Este complejo se une a una subunidad grande de ribosomas. Al comienzo de la cadena de mRNA hay un mensaje de “empezar a traducir” y una cadena de tRNA ‘cargado’ con un aminoácido específico, entra en el sitio A del ribosoma. La producción de un polipéptido ha sido iniciada. Para que el ARNt no sea rechazado, el grupo de tres letras que lleva (llamado anticodón) debe coincidir con el grupo de tres letras (llamado codón) en la cadena de ARNm ya en el ribosoma. Esta es una parte muy importante de la traducciónproceso y es sorprendente cómo pocos “errores de traducción” ocurren. [En general, el aminoácido particular que lleva se determina por el anticodón de tres letras que lleva, por ejemplo, si el código de tres letras es CAG ( C ytosina, A denina, G uanina), entonces seleccionará y transportará el aminoácido Glutamina (Gln) ].
  1. Alargamiento.Este término cubre el período entre la iniciación y la terminación y es durante este tiempo que se hace la parte principal de la proteína designada. El proceso consiste en una serie de ciclos, cuyo número total está determinado por el ARNm. Uno de los principales eventos durante el alargamiento es la translocación.  Esto es cuando el ribosoma se mueve a lo largo del ARNm por una muesca de codón y comienza un nuevo ciclo. Durante el proceso de “inicio”, el “ARNt de iniciación” se habrá movido al sitio P (véase el esquema del ribosoma al final de la sección) el ribosoma habrá admitido en el sitio A, un nuevo ARNt ‘cargado’ con un aminoácido. El ARNt ‘cargado’ reside en el sitio Ahasta que se ha comprobado y aceptado (o rechazado) y hasta que la cadena peptídica creciente unida al ARNt en el sitio P, ha sido transferida a través de enzimas, al ARNt ‘cargado’ en el sitio A. Aquí un nuevo aminoácido es donado por el ARNt y se añadió a la cadena peptídica. Mediante este proceso la cadena peptídica se incrementa en longitud por incrementos de un aminoácido. [La formación de enlaces peptídicos entre la cadena peptídica en crecimiento y el aminoácido recién admitido está asistida por la peptidil transferasa y tiene lugar en la subunidad ribosómica grande. La reacción ocurre entre el ARNt que lleva la cadena peptídica naciente, el peptidil-ARNt y el ARNt que transporta el aminoácido entrante, el aminoacil-ARNt]. Cuando esto ha tenido lugar el ARNt en el sitio P,habiendo transfirió su cadena peptídica, y ahora sin ningún tipo de archivos adjuntos, se trasladó a sitio E la salida site.Next, el ARNt en el sitio A,completa con una cadena de péptido aumenta en longitud por un aminoácido, se traslada a sitio P. En el sitio P las riboproteínas actúan para consolidar la unión de la cadena peptídica al aminoácido recién añadido. Si la cadena peptídica es larga, la parte más antigua se desplazará al citoplasma para ser seguida por el resto de la cadena a medida que se produce. El siguiente ciclo
    Con el sitio A ahora translocación vacíatiene lugar. El ribosoma se mueve por una distancia de una muesca de codón de una (tres letras) a lo largo del ARNm para traer un nuevo codón al área de procesamiento. El ARNt ‘cargado’ con un aminoácido unido ahora entra en el sitio A, y siempre que se haga una combinación satisfactoria del codón de ARNm y del anti-codón de ARNt, el ciclo comienza de nuevo. Este proceso continúa hasta que se alcanza una etapa de terminación.
  2. Terminación. Cuando el ribosoma alcanza el extremo de la hebra del ARNm, un mensaje terminal o del “código del extremo de la proteína” se marca para arriba. Esto registra el final de la producción para la proteína particular codificada por esta cadena de mRNA. Los químicos del “factor de liberación” evitan más adiciones de aminoácidos, y la nueva proteína (polipéptido) se traslada completamente al citoplasma a través de una hendidura en la subunidad grande. Las dos subunidades ribosómicas se desacoplan, se separan y se reutilizan o se descomponen.

 

Resumen:

  • Casi todas las proteínas requeridas por las células son sintetizadas por los ribosomas. Los ribosomas se encuentran ‘libres’ en el citoplasma celular y también se unen al retículo endoplasmático rugoso.
  • Los ribosomas reciben información del núcleo celular y de los materiales de construcción del citoplasma.
  • Los ribosomas traducen la información codificada en el ácido ribonucleico mensajero (mRNA).
  • Ellos enlazan aminoácidos juntos específicos para formar polipéptidos y exportar estos al citoplasma.
  • Una célula de mamífero puede contener hasta 10 millones de ribosomas, pero cada ribosoma sólo tiene una existencia temporal.
  • Los ribosomas pueden enlazar aminoácidos a una velocidad de 200 por minuto.
  • Los ribosomas se forman desde el bloqueo de una pequeña subunidad en una subunidad grande. Las subunidades están normalmente disponibles en el citoplasma, la más grande es aproximadamente dos veces el tamaño de la más pequeña.
  • Cada ribosoma es un complejo de ribonucleoproteínas con dos tercios de su masa está compuesto de ARN ribosómico y alrededor de un tercio de proteína ribosomal.
  • La producción de proteínas tiene lugar en tres etapas: Iniciación, (2) elongación, y (3 ) terminación.
  • Durante la producción de péptidos el ribosoma se mueve a lo largo del mRNA en un proceso intermitente llamado translocación.
  • Los fármacos antibióticos, tales como la estreptomicina, pueden usarse para atacar el mecanismo de traducción en procariotas. Esto es muy útil. Desafortunadamente algunas toxinas bacterianas y virus también pueden hacer esto.
  • Después de abandonar el ribosoma, la mayoría de las proteínas se pliegan o se modifican de alguna manera. Esto se denomina “modificación post-traduccional”.
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Ribosomas características y funciones
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Ribosomas características y funciones
Descripción
Los ribosomas son el componente celular que produce proteínas de todos los aminoácidos. Los ribosomas se hacen a partir de complejos de ARN y proteínas. El número de ribosomas en una célula depende de la actividad de la célula. Los ribosomas se suspenden libremente en el citoplasma o se unen al retículo endoplasmático que forma el retículo endoplasmático rugoso. 
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