¿Cuál es el proceso de síntesis de proteínas?
El proceso de síntesis de proteínas ocurre en dos pasos principales conducidos 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 en una molécula de proteína por los ribosomas en la célula. La transcripción del ADN y la traducción del 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 es iniciada por varias moléculas de señalización en el núcleo de la célula. Para comenzar, la enzima ADN helicasa descomprime las dos cadenas de ADN, exponiendo la cadena de plantilla, que codificará el ARN que se transcribirá. A continuación, la enzima ARN polimerasa se une a la cadena molde, se mueve a lo largo de ella y sintetiza una cadena de ARN mensajero (ARNm) que es complementaria a la cadena molde de ADN. Cada nucleótido único 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 su fabricación. Este paso en el proceso de síntesis de proteínas implica agregar una tapa en la parte delantera, que generalmente es un nucleótido de guanina metilado, y una cola de poli-adenina (cola de poli-A) en la parte posterior. El ARNm también se empalmará, porque las enzimas en la célula eliminan cualquier segmento de ARNm que no esté directamente involucrado en la codificación de la proteína objetivo. Estos segmentos se conocen como intrones, mientras que los segmentos que participan 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 cual el ARN codifica aminoácidos específicos. Este proceso es catalizado fuera del núcleo por los ribosomas, pequeños orgánulos que están hechos de ARN ribosómico (ARNr) y proteínas. Los ribosomas se unen tanto a la cadena de ARNm como a los aminoácidos que formarán la proteína final. Cada conjunto de tres nucleótidos de ARNm codificará un aminoácido específico. Los ribosomas viajan por la cadena de ARNm, agregando un aminoácido a la vez, hasta que alcanzan la cola poli-A y completan la traducción de la proteína.
A veces, el proceso de síntesis de proteínas implica pasos adicionales después de que se haya creado el polipéptido. Las proteínas pueden comenzar a plegarse en su estructura nativa, o en la conformación tridimensional más estable, con interacciones hidrófobas. Dado que la célula es un ambiente acuoso o a base de agua, es bastante polar, y los aminoácidos hidrofóbicos se unirán para evitar exponerse a este ambiente. Esta agrupación interna de residuos hidrofóbicos le da a la proteína una mayor estabilidad energética y le ayuda a plegarse.
Con frecuencia, las proteínas no pueden plegarse en su estructura nativa por sí mismas. En este caso, necesitan la ayuda de una chaperonina, una enzima proteica que se une al polipéptido recién sintetizado y lo pliega en la forma correcta. Las chaperoninas y otras enzimas también pueden reparar proteínas desnaturalizadas, mal plegadas u otras proteínas dañadas.