La traducción del ADN es el segundo proceso de la síntesis proteica. Ocurre en todos los seres vivos y tiene lugar en el citoplasma, lugar en donde se encuentran los ribosomas, que adquieren un papel fundamental en el proceso.
La traducción no ocurre de forma repentina. Es necesario que antes se haya dado un primer paso, la transcripción, en la que el material genético en forma de ADN es transcrito en la molécula de ARN anteriormente mencionada. Veamos cómo se da y qué es necesario para que ocurra.
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¿Qué es la traducción del ADN?
Es de todos sabido que el ADN, concretamente sus tramos, los genes, contienen la información genética sobre cómo somos. Sin embargo, para que los genes consigan codificar la información y hacer que se sinteticen proteínas es necesario todo un proceso de lectura y codificación de ADN, ARN de diferentes tipos, además de la implicación de los ribosomas.
Son dos los pasos necesarios para transformar la información escondida en un gen en una proteína bien elaborada:
El primero es la transcripción del ADN. Una secuencia de ADN, es decir, un gen, está conformada por nucleótidos, los cuales son adenina, timina, guanina y citosina (A,T,G y C, respectivamente).
Durante la transcripción, el trozo de ADN es transcrito en una molécula de ARN (ácido ribonucleico), el cual se diferencia del ADN por el hecho de, en vez de contener el nucleótido timina (T) tiene el uracilo (U). A es complementaria de T, y C de U. Este ARN es procesado y recortado, convirtiéndose en un ARN mensajero (ARNm).
Después de la transcripción viene la traducción, que es el paso en el que el ARN es leído para conformar una cadena polipeptídica, que básicamente es una proteína pero de estructura muy lineal. Para que esto se dé, es necesario juntar aminoácidos, los cuales dependerán de los nucleótidos que hayan en el ARN.
El código genético
Cómo ya íbamos diciendo, durante la traducción la información contenida en el ARNm es leída, usándose como si fueran el manual de instrucciones para conformar una cadena de aminoácidos, esto es, un polipéptido. Es en esta fase en la que se obtendrá lo que se podría considerar como la estructura inmediatamente anterior a la proteína, la cual básicamente es una cadena de aminoácidos pero con estructura tridimensional.
Cada secuencia de tres nucleótidos, llamados codones, del ARNm (A, G, C y U) se corresponde con un aminoácido en específico, o con una señal de inicio o terminación. Los tripletes que codifican el fin de la síntesis del polipéptido son UGA, UAG y UAA, mientras que el codón AUG codifica la señal de inicio y, también, el aminoácido metionina.
En conjunto, las relaciones codón-aminoácido es lo que conforman el código genético. Es lo que permite que las células decodifiquen, por medio del ARNm, una cadena de nucleótidos a una cadena de aminoácidos. Para entenderlo mejor, a continuación tenemos una cadena de ARNm, con nucleótidos. A su lado, tenemos los aminoácidos que corresponden con cada triplete de nucleótidos, además de las señales de inicio y terminación.
- 5'
- AUG - metionina/inicio
- GAG - Glutamato
- CUU - Leucina
- AGC - Serina
- UAG - STOP
- 3'
El papel de los ribosomas y el ARNt
Antes de entrar en detalle con cómo se da la traducción del ADN, vamos a hablar sobre los dos elementos que permiten que el ARNm sea leído y se sintetice un cadena: los ribosomas y el ARN de transferencia.
ARN de transferencia (ARNt)
El ARN de transferencia (ARNt) es un tipo de ARN que sirve como puente molecular para conectar los codones del ARNm con los aminoácidos para los que codifican. Sin este tipo de ARN, no sería posible relacionar un aminoácido con el triplete de nucleótidos presentes en el ARNm.
En cada ARNt hay un extremo que tiene una secuencia de tres nucleótidos, llamada anticodón, que es complementario al triplete de nucleótidos de ARNm. En el otro extremo llevan el aminoácido.
Ribosomas
Los ribosomas son orgánulos conformados por dos subunidades con apariencia similar a la de dos bollos de hamburguesa: la subunidad grande y la subunidad pequeña. En el ribosoma, además, existen tres lugares huecos en donde el ARNt se une con el ARNm: los sitios A, P y E. Es en los ribosomas en donde se construyen los polipéptidos.
Las subunidades grande y pequeña se reúnen alrededor del ARNm y, mediante acción enzimática, el ribosoma cataliza una reacción química que une los aminoácidos del ARNt formando una cadena polipeptídica.
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La traducción del ADN: el proceso
Cada segundo, nuestras células van produciendo centenares de proteínas. Es por este motivo que la traducción es un proceso tan importante para la vida, dado que sin él nos quedaríamos sin la capacidad de transformar en algo útil la información que contienen los genes. La traducción del ADN se da en tres etapas: iniciación, elongación y terminación.
Iniciación
La iniciación de la traducción del ADN se da en el ribosoma. Este orgánulo se ensambla alrededor de una molécula de ARNm, en donde vendrá un ARNt.
Este último tipo de ARN deberá llevar el aminoácido metionina, codificado mediante el codón AUG, el cual es la señal de inicio de la síntesis de la cadena polipeptídica.
Este conjunto ribosoma-ARNt-ARNm-metionina es conocido como complejo de iniciación, y es necesario para que se pueda dar la traducción.
Elongación
La elongación, como su nombre sugiere, es la etapa en la cual se van añadiendo aminoácidos a la cadena polipeptídica, haciéndola cada vez más larga. A medida que vayan traduciéndose más tripletes de nucleótidos del ARNm, más aminoácidos tendrá el polipéptido.
Cada vez que un codón nuevo está expuesto, un ARNt correspondiente se une. La cadena de aminoácidos existente, se une al aminoácido del ARNt mediante una reacción química. El ARNm se desplaza un codón sobre el ribosoma, lo que expone un nuevo codón para que se lea.
Dentro de la elongación podemos distinguir tres etapas:
En la primera, un anticodón, esto es, un triplete del ARNt que contiene las bases complementarias a las de un triplete del ARNm, se “aparea” con un codón expuesto del ARNm en el sitio A.
Se forma un enlace peptídico, mediante la acción catalizadora del aminoacil-ARNt sintetasa, entre el nuevo aminoácido introducido y el que se encuentra inmediatamente antes que él. El nuevo aminoácido se encuentra en el sitio A del ribosoma, mientras que el anterior está en el P. Tras formarse el enlace, el polipéptido es transferido del sitio P al A.
El ribosoma avanza un codón en el ARNm. El ARNt en el sitio A que lleva el polipéptido se desplaza hacia el sitio P. Luego, se mueve al sitio E y sale del ribosoma.
Este proceso se repite muchas veces, tantas como nuevos aminoácidos se vayan colocando si antes no ha aparecido una señal que indique que se debe parar la continuación de la cadena polipeptídica.
Terminación
La terminación es el momento en el que la cadena polipeptídica es liberada, dejando de crecer. Comienza cuando un codón de terminación (UAG, UAA o UGA) aparece en el ARNm. Esto, cuando es introducido en el ribosoma, dispara una serie de eventos que dan, como resultado final, la separación de la cadena de su ARNt, permitiéndole flotar hacia el citosol.
Puede darse el caso de que, pese haberse realizado la terminación, el polipéptido todavía necesite tomar la forma tridimensional correcta, para que se convierta en una proteína bien formada.
Aunque, en esencia, las proteínas son cadenas polipeptídicas, su diferencia de las cadenas polipeptídicas recién fabricadas en el complejo ribosómico es que presentan forma tridimensional, mientras que la cadena polipeptídica nueva de trinca es, básicamente, una caden amuy lineal de aminoácidos.
Referencias bibliográficas:
- Pamela C Champe, Richard A Harvey and Denise R Ferrier (2005). Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry (3rd ed.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 0-7817-2265-9
- David L. Nelson and Michael M. Cox (2005). Lehninger Principles of Biochemistry (4th ed.). W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6
- Hirokawa et al. (2006). The Ribosome Recycling Step: Consensus or Controversy? Trends in Biochemical Sciences, 31(3), 143-149.
