Tema 6: Ribosomas - Biología Celular PDF

Tema 6: Ribosomas Módulo I – Biología Celular Biología Celular y Tisular Grado de Fisioterapia Curso académico 2024/2025 Ve másYunta Cristina allá Yanes ...

Tema 6: Ribosomas Módulo I – Biología Celular Biología Celular y Tisular Grado de Fisioterapia Curso académico 2024/2025 Ve másYunta Cristina allá Yanes  Módulo I – TEMA 6: Ribosomas 1. Generalidades o Orgánulo carente de membrana lipídica que lo delimite. o Compuestos por dos subunidades. o Aunque realizan su función en el citoplasma à Subunidades se sintetizan en el núcleo y el ribosoma se ensambla en el citosol o Se localizan à libres en el citoplasma, asociados al retículo endoplasmático rugoso (RER), asociados a poros nucleares y dentro de mitocondrias. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 2  Módulo I – TEMA 6: Ribosomas 1. Generalidades o Son ribonucleoproteínas à PROTEÍNAS + ARNr. o 45 proteínas + 3 ARNr à Subunidad mayor. o 33 proteínas + 1 ARNr à Subunidad menor. o Se encargan de la síntesis de proteínas © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 3  Módulo I – TEMA 6: Ribosomas 1. Generalidades Proteínas y aminoácidos o Nuestras células necesitan de 20 aminoácidos (aa) para construir las proteínas. o 10 de ellos à Nutricionalmente esenciales. o Las proteínas son una de las 4 biomoléculas que componen nuestro organismo. o Están compuestas por aa unidos entre sí por un enlace peptídico. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 4  Módulo I – TEMA 6: Ribosomas 1. Generalidades Proteínas Niveles de organización © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 5  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 1. Generalidades Procesos Serie de procesos para obtener una proteína o TRANSCRIPCIÓN à Síntesis de ARN a partir de un molde de ADN (genes) o TRADUCCIÓN à Síntesis de un proteína a Dogma central de la Biología Molecular (F. Crick) partir de un molde de ARNm transcripción inversa Replicación Replicación Retrovirus virus de RNA priones © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 6  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 1. Generalidades – Dogma central de la biología ADN ARN o Ácido desoxirribonucleico. o Ácido ribonucleico. o Se transcribe a ARN. o Se traduce a proteína. o Se duplica. à DIVISIÓN o Se diferencia del ADN en CELULAR. que tiene URACILO en su o Se diferencia del ARN en estructura. que tiene TIMINA en su o Se sintetiza a partir del ADN. estructura. o Es UNIcatenario. o Se forma a partir de la unión de dNUCLEÓTIDOS. o Hay varios tipos. o Es BIcateranio. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 7  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 1. Generalidades – Dogma central de la biología Estructuralmente diferenciamos elementos: o Promotor: regula la expresión del gen permitiendo que esta se active o no. Suele encontrarse “corriente arriba” de la región codificante y a ella se unen los llamados factores de transcripción que modulan la la expresión o Región codificante: información necesaria para generar un producto. En eucariotas es frecuente que los segmentos codificantes (exones) se encuentre separados por regiones no codificantes intercaladas (intrones) © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 8  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 2. Tipos de ARN ARN mensajero (ARNm) ARN transferente (ARNt) ARN ribosómico (ARNr) © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 10  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 2. Tipos de ARN ARN mensajero (ARNm) o Codifica para secuencia de aa de una proteína. o En eucariotas à Son monocistrónicos à Llevan información de una sola cadena polipeptídica. o Representa entre el 2 – 5% del total del ARN de las células eucariotas. o Proceso de MADURACIÓN y traslado al citoplasma Capping (7-mG) y poliadenilación (poliAAA) Splicing ARN, eliminación de intrones © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 11  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 2. Tipos de ARN ARN ribosómico (ARNr) o Este ARN es sintetizado en el nucleolo del núcleo. o Después se asocia a proteínas ribosómicas à Para formar una ribonucleoproteína à RIBOSOMA. ADN à ARN à ARN + Proteínas ribosómicas à RIBOSOMA o Representa casi el 80% del ARN total. o Son los ARN más estables, en parte gracias a la asociación con las proteínas más estables. o Constituyen la parte catalítica del ribosoma. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados Las subunidades del ribosoma se ensamblan en el citoplasma 12  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 2. Tipos de ARN ARN transferente (ARNt) o Constituyen aprox. el 15% del ARN total de la célula. o Participan en la síntesis de proteínas portando los aminoácidos al ribosoma. o ANTICODÓN à Es la secuencia de 3 nucleótidos que se unirá por complementariedad al ARNm. o La asociación de un aminoácido con un ARNt es ÚNICA (1 anticodón= 1aa) © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 13  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 2. Tipos de ARN Otros ARN - Reguladores o En el núcleo también se sintetizan pequeños ARN con funciones implicadas en la regulación génica, principalmente en el silenciamiento de genes ya transcritos. snRNA – ARN pequeño nuclear o Participan en el procesamiento del ARNr y ARNm, y en la regulación génica. Existen multitud de tipos que, por ejemplo, participan en la eliminación de intrones, o modificando el ARNm. miARNy siARN o Son los llamados micro ARN y ARN pequeño interferente à Capacidad de unirse a ARNm y evitar su traducción à Por lo que regula la síntesis de proteínas por inhibición. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 14  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 3. Traducción – Código genético o La secuencia de un ARNm maduro lleva la secuencia de la futura proteína estructurada en tripletes. o Un TRIPLETE à 3 nucleótidos à CODÓN. o En la lectura de los tripletes à No hay solapamientos. o La relación que existe entre cada triplete y su aminoácido correspondiente à CÓDIGO GENÉTICO. Adenosina –A Guanina - G Citosina - C Uracilo - U © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 15  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 3. Traducción - Código genético o Es degenerado o Es específico o Es universal (excepción à MITOCONDRIA) o Es continuo AUGCGAAGCAGUUGUCCGCCGUAA AUG CGA AGC AGU UGU CCG CCG UAA Adenosina -A Guanina - G Citosina - C Uracilo – U © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 16  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 3. Traducción o SITIO A (aminoacil) Punto de entrada para el aminoacil-ARNt (excepto para el primero, fmet-ARNt, que entra en el sitio P) E o SITIO P (peptidil) A Lugar donde se encuentra la cadena polipeptídica P o SITIO E (exit), Sitio de salida del ARNt, una vez descargado tras ofrecer su aminoácido al péptido © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 17  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 3. Traducción Fase de INICIACIÓN 1. ARNm es reconocido por la subunidad pequeña del ribisoma 2. La subunidad grande del ribosoma se une a la pequeña con el ARNm asociado + ARNt – Met. 3. El primer aminoácido que inicia una cadena peptídica es siempre Met – AUG. Se une al sitio P, y otro ARNt-aa se unirá al sitio A en la siguiente fase © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 18  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 3. Traducción Fase de ELONGACIÓN 4. El ribosoma va avanzando por la cadena de ARNm 5. El ARNt – aa se desplaza del sitio A al sitio P, permitiendo la entrada de un nuevo ARNt – aa 6. Se produce el enlace peptídico entre los dos aa 7. El ribosoma continúa avanzando, produciéndose la formación de la cadena polipeptídica. Fase de TERMINACIÓN 8. Cuando en el sitio A encontramos un codón STOP, la síntesis finaliza. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 19  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 3. Traducción © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 20  4.6.Secuencia 4.6. Secuenciaseñal señaly ydistribución distribuciónde delas lasproteínas proteínas Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 04 PANIAGUA BIOLOGIA 3 04 29/11/06 12:58 Página 149 “Exportación “Exportación cotraducción”: cotraducción”: Distribucióndedelas Distribución lasproteínas proteínas Polipéptidosdestinados Polipéptidos destinadosal alsistema sistemadede 3. Traducción CAPÍTULO 4: SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE MACROMOLÉCULAS 149 endomembranaso oa aserserexportados endomembranas exportados fuera fuera dede la la célula célula Proteína neosintetizada Proteína Ribosomas Ribosomas unidos unidos a membrana a membrana deldel RERE Ribosoma completamente plegada o Las proteínas sintetizadas (poco (poco han despuésde después plegarse deldel inicio inicio de de la de traducción) la traducción) Según una manera correctaSegún sese van van sintetizando sintetizando loslos ATP ADP polipéptidos, polipéptidos, sese vanvan transfiriendoa a transfiriendo A Hsp70 Parte de este plegamiento través través es dedela espontáneo la membrana membrana pero deldelRE,RE, al al lumen lumen también participan otras deldelREproteínas RE que (permanecen (permanecen ahílos ahí o seofacilitan se transportan) transportan) Transporte Transporte (chaperonas) posterior: posterior: vesículas vesículas Proteína completamente plegada y Ap. y Ap. Golgi Golgi o Modificaciones postraduccionales “Exportación “Exportación que postraducción”: postraducción”: Polipéptidos Polipéptidos destinados destinados al al citosol, citosol, Proteína que determinarán su función, actividad, localización continúa ATP ADP mal plegada mitocondrias, mitocondrias, cloroplastos, cloroplastos, Proteína mal plegada y vida media. peroxisomas peroxisomas e interior e interior nuclear nuclear Hsp60 -NH2 Ribosomas Ribosomas libres libres enen el el citosol citosol Ubiquitina o Secuencias específicas Una Unade laterminada vezvez proteína terminada latambién la traducción, traducción, Complejo enzimático de ubiquitinación COOH suponen señales de los los polipéptidos localización polipéptidos sese liberan liberan deldel rib. rib. Proteasoma y a)y a) sese quedan quedan enenel el citosol, citosol, o b) o b) (citoplasmática, núcleo, de exporte, etc.). son son importados importados al al orgánulo orgánulo Proteína ubiquitinada correcto correcto © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados porpor señales señales especiales especiales 21 Proteína degradada en pequeños péptidos  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 04 PANIAGUA BIOLOGIA 3 04 29/11/06 12:57 Página 139 4. Polirribosomas CAPÍTULO 4: SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE MACROMOLÉCULAS 139 subunidad menor y 49 en la subunidad mayor, y la ma- espiral (Fig. 4.4). El filamento de mRNA pasa por el sur- yoría de las proteínas de cada subunidad (o posible- co entre las dos subunidades (aunque más bien queda mente todas) son diferentes de las que aparecen en la en la subunidad menor). Se han propuesto dos mode- otra subunidad. La síntesis proteica de estos ribosomas los de la posición del mRNA respecto a las subunidades es inhibida por fármacos que también inhiben la sínte- de los ribosomas: entre los dos lóbulos de la subunidad sis proteica en los procariotas (como la puromicina y la menor, o atravesando ambos lóbulos de dicha subuni- actinomicina D) y por inhibidores específicos, como la dad; esto es, una disposición perpendicular a la de la hi- amanitina , la anisomicina y la cicloheximida. pótesis anterior. El tRNA y la cadena de aminoácidos Las mitocondrias y los plastidios también contienen ri- que se está formando se encuentran en lugares espe- bosomas, que se asemejan a los de los procariotas y, co- cialmente preparados para ello en la subunidad menor. mo ellos, son inhibidos por el cloranfenicol. De ellos trata- Los ribosomas siempre forman polisomas para reali- remos en el Capítulo 5 al hablar de la mitocondria (véase zar la síntesis proteica, tanto los ribosomas libres como página 204) y de los cloroplastos (véase página 217). los que están asociados a membranas formando el retí- culo endoplasmático rugoso. En este caso, la subuni- dad mayor es la que se adosa a la membrana. El surco POLISOMAS entre ambas subunidades queda paralelo a la superficie o Conjunto de ribosomas asociados a una molécula de ARNm de la membrana. Para la síntesis de proteínas los ribosomas se asocian El número de ribosomas que forman un polisoma y la en grupos mediante un filamento de mRNA de unos longitud del mRNA que los une varían según el peso mo- dos nm de espesor, formando polirribosomas o poliso- lecular de la proteína que se va a sintetizar. Así, para sin- mas, que suelen adoptar una configuración en espiral, tetizar un polipéptido de 150 aminoácidos el mRNA debe para realizar la traducción simultánea de una misma proteína con la subunidad menor dispuesta hacia el interior de la tener 450 nucleótidos (tres nucleótidos para codificar la Polipéptido completo Codón de Subunidad teminación ribosómica mayor UAG 3’ o Se disocian cuando acaban la traducción de la proteína Subunidad ribosómica menor Codón de AUG iniciación 5’ Polipéptido en crecimiento mRNA Polisomas / polirribosomas © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 22  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 5. Síntesis de los ribosomas - Nucleolo o Las subunidades de los ribosomas se sintetizan en el nucleolo. Página 114 o Es una región diferenciada del núcleo. o Presente en todas las células en número variable. o Presente regiones diferenciadas. a sola hebra Se pierde durante la división celular. o (corte r el punto roto y la CICLO DEL NUCLÉOLO la vuelta alrededor que se sale del ani- Interfase Profase Prometafase Metafase Anafase Telofase Interfase ción se da también ebras. De esta for- Desorganización Transporte Reorganización ueltas y se amplifi- Cuerpos prenucleolares nucléolos, pues la hasta 10 veces más Nucléolo Nucléolo tipo. Estos nucléo- © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 23 s mayores. Al final Figura 3.41. Ciclo del nucléolo. La formación y desapa-  Módulo I – TEMA 4: Ribosomas 5. Síntesis de los ribosomas - Nucleolo o Centro fibrilar à Copias de ADN que codifican para el ARNr (F). o Componente fibrilar denso à ARNr sintetizado (C). o Componente granular à Ensamblaje de las proteínas y el ARNr (G). © Copyright Universidad Europea. 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