Traducción de Proteínas y ARN Mensajero

Traducción de Proteínas

• Las células construyen miles de millones de péptidos, que son proteínas en su etapa inicial.
• Las proteínas son esenciales para construir células, iniciar reacciones químicas y transportar oxígeno en la sangre.
• En el cuerpo humano existen más de 10,000 tipos de proteínas distintas.
• Las células emplean mensajes desde sus núcleos para construir proteínas en una cadena continua, similar a una línea de ensamblaje.
• Este proceso, denominado traducción, ocurre constantemente en las células.

ADN y ARN Mensajero

• El ADN almacena la información necesaria para que un organismo viva y funcione.
• El ADN utiliza nucleótidos para construir ácidos nucleicos, que almacenan información genética.
• El ARN mensajero (ARNm) es una copia de una sección de ADN que puede salir del núcleo y llevar instrucciones para construir una proteína.
• El ARNm transmite información mediante cuatro nucleótidos: Adenina, Uracilo, Citosina y Guanina (A, U, C y G).
• El ARNm usa Uracilo en lugar de Timina, que se encuentra en el ADN.
• Las proteínas se construyen a partir de aminoácidos.

El Proceso de Traducción

• El ARN mensajero se lee en grupos de tres nucleótidos llamados codones.
• Cada codón representa un aminoácido, con algunas excepciones como los codones de terminación.
• Los codones de terminación indican el final de una secuencia genética.
• La maquinaria celular que traduce nucleótidos a codones y une aminoácidos se llama ribosoma.
• Los ribosomas están hechos de proteínas y ARN ribosomal.
• Los ribosomas tienen dos partes que se unen durante la traducción.

Pasos de la Traducción

• El primer paso, la iniciación, requiere que las dos partes del ribosoma trabajen juntas.
• La mitad más pequeña del ribosoma se une al inicio de un segmento de ARNm, que generalmente tiene la secuencia A-U-G (codón de inicio).
• El codón de inicio corresponde al aminoácido metionina.
• El ARN de transferencia (ARNt) transporta aminoácidos al ribosoma.
• Cada ARNt se especializa en cargar e instalar un aminoácido específico.
• El ARNt tiene un aminoácido en un extremo y un anticodón (secuencia complementaria al codón) en el otro.
• Los nucleótidos complementarios se unen como piezas de un rompecabezas (ej: C se une con G).
• El ARNt con metionina (anticodón U-A-C) se une al codón de inicio (A-U-G) en el ARNm.
• La mitad más grande del ribosoma se une para completar el proceso de iniciación.
• El segundo paso, la elongación, el ribosoma recorre la molécula de ARNm y lee los codones.
• Las moléculas de ARNt se unen al ARNm, aportando sus aminoácidos.
• Los ribosomas trabajan rápidamente para liberar las moléculas de ARNt y permitir la unión de nuevos ARNt.
• El tercer paso, la terminación, ocurre cuando el ribosoma lee un codón de terminación, liberando la cadena de aminoácidos y separando las dos partes del ribosoma.

Péptidos y Proteínas

• La cadena de aminoácidos recién terminada es una proteína inmadura llamada péptido.
• Los péptidos contienen menos de 50 aminoácidos.
• Los péptidos se pueden combinar en cadenas más largas llamadas polipéptidos.
• Los péptidos y polipéptidos se pliegan en formas funcionales para convertirse en proteínas.

Importancia de las Proteínas

• Las proteínas son esenciales para prácticamente todo lo que los seres vivos hacen.
• Todos los seres vivos usan los mismos codones, lo que indica un ancestro común.
• La comunidad científica ha aprendido a construir péptidos en el laboratorio para tratar enfermedades como la diabetes y el cáncer.
• Las células animales pueden agregar hasta cinco aminoácidos por segundo a un péptido.
• El ADN se transcribe para crear ARNm, que se traduce para formar una cadena de aminoácidos que se pliega en una proteína.

Katalin Karikó y el ARN Mensajero

• La bioquímica Katalin Karikó migró a Estados Unidos para continuar su investigación sobre el ARNm.
• Karikó creía que el ARNm podía usarse para indicar a las células cómo producir medicamentos.
• Los ratones rechazaban el ARNm producido en su laboratorio.
• Karikó y Drew Weissman descubrieron que el ARNm natural tiene una molécula que evita que el sistema inmunológico lo ataque.
• Al agregar esta molécula al ARNm artificial, las células de los ratones podían traducirlo sin problemas.
• Fue clave en el desarollo de las primeras vacunas contra el COVID-19, que le dicen a las células cómo producir una proteína que se encuentra en el virus que causa el COVID-19, así el sistema inmunológico aprende a combatirlo.