¿Cuál es el proceso de síntesis de proteínas?
El proceso de síntesis de proteínas ocurre en dos pasos principales impulsados por enzimas dentro de una célula. Primero, el ácido desoxirribonucleico (ADN) se transcribe al ácido ribonucleico (ARN) con la enzima ARN polimerasa. En segundo lugar, el ARN se traduce a una molécula de proteína por ribosomas en la célula. La transcripción de ADN y la traducción de ARN son los pasos clave en el proceso central de la biosíntesis de proteínas.
La transcripción es el primer paso en el proceso de síntesis de proteínas, y generalmente se inicia por varias moléculas de señalización en el núcleo de la célula. Para comenzar, el ADN enzimático helicasa desabrocha los dos hilos de ADN, que expone el hilo de la plantilla, que codificará el ARN que se transcribirá. A continuación, la ARN polimerasa enzimática se une a la hebra de la plantilla, moviéndose a lo largo de ella y sintetizando un hilo de ARN mensajero (ARNm) que es complementario al hilo de la plantilla de ADN. Cada nucleótido de ADN codificará un nucleótido de ARN que se agregará a la cadena de ARNm.
En las células eucariotas, el ARNm generalmente se modificará después de que se realice. Este paso en el proceso de síntesis de proteínas implica agregar una tapa al frente, que generalmente es un nucleótido de guanina metilado y una cola de poli-adenina (cola poly-A) a la parte posterior. El ARNm también se empalmará, porque las enzimas en la célula eliminan los segmentos de ARNm que no están directamente involucrados en la codificación de la proteína objetivo. Estos segmentos se conocen como intrones, mientras que los segmentos que están involucrados en la codificación de la proteína se conocen como exones.
El siguiente paso en el proceso de síntesis de proteínas es la traducción, en la que el ARN codifica aminoácidos específicos. Este proceso es catalizado fuera del núcleo por ribosomas, pequeños orgánulos que están hechos de ARN ribosómico (rRNA) y proteína. Los ribosomas se unen tanto a la cadena de ARNm como a los aminoácidos que constituirán la proteína final. Cada conjunto de tres nucleótidos de ARNmcodificará un aminoácido específico. Los ribosomas viajan por el hilo de ARNm, agregando un aminoácido a la vez, hasta que alcanzan la cola de poli-a y completan la traducción de proteínas.
A veces, el proceso de síntesis de proteínas implica pasos adicionales después de que se haya creado el polipéptido. Las proteínas pueden comenzar a doblarse en su estructura nativa, o la conformación tridimensional más estable, con interacciones hidrofóbicas. Dado que la célula es un ambiente acuoso o a base de agua, es bastante polar y los aminoácidos hidrófobos se reunirán para evitar ser expuestos a este entorno. Esta agrupación interna de residuos hidrofóbicos le da a la proteína una estabilidad más energética y la ayuda a doblar.
Con frecuencia, las proteínas no pueden doblarse en su estructura nativa por su propia cuenta. En este caso, necesitan la ayuda de una chaperonina, una enzima proteica que se une al polipéptido recientemente sintetizado y lo dobla en la forma correcta. Chaperoninas y otras enzimas CAn también reparar proteínas desnaturalizadas, mal plegadas u otras proteínas dañadas.