Definición
La traducción del ARN es el proceso mediante el cual la información contenida en las moléculas de ARN mensajero (ARNm) es utilizada para la formación de nuevas proteínas en los ribosomas presentes en el citoplasma celular. Se utiliza el término ‘’traducción’’ porque efectivamente se traduce la información en el lenguaje de los nucleótidos del ARNm al lenguaje de los aminoácidos que forman las proteínas. El proceso de la traducción se produce de forma simultánea y constante en innumerables ribosomas presentes en casi todas las células del organismo.
El flujo de la información genética en las células
Las secuencias específicas de nucleótidos que forman cada uno de los genes presentes en el genoma de una célula contienen la información necesaria para sintetizar, después de una serie de pasos, la inmensa variedad de proteínas necesarias para cumplir con todas las funciones vitales.
Para obtener una determinada proteína a partir de una secuencia específica de nucleótidos en el material genético se requiere un intermediario de vida corta que lleve esa información desde el ADN hacia los ribosomas encargados de la síntesis de proteínas. Este intermediario es el ARN mensajero (ARNm), que constituye una copia, con algunas modificaciones, de la secuencia de un gen determinado.
De esta manera, el flujo de información genética dentro de las células se lleva a cabo desde el ADN, hacia el ARNm, y luego hacia las proteínas.
La transcripción se refiere al proceso por el cual se ‘’copia’’ el mensaje contenido en el ADN hacia el ARN, y la traducción es el proceso por el cual se cambia el lenguaje (de nucleótidos a aminoácidos) desde el ARNm hacia las nuevas proteínas en los ribosomas, utilizando al ARNm como molde.
ADN ⟶ ARNm ⟶ Proteína
Transcripción Traducción
El código genético
Para que pueda llevarse a cabo la traducción, es necesaria la aplicación de una serie de reglas que indican qué aminoácido corresponde con cada tramo de secuencia del ARNm. Estas reglas constituyen el denominado ‘’código genético’’.
Según el código genético, cada triplete de nucleótidos (denominado codón) que forma parte del ARNm corresponde con uno de los 20 aminoácidos que pueden formar parte de las proteínas, o bien representa un codón de terminación que indica la finalización de la síntesis de la proteína en cuestión.
En el siguiente cuadro vemos la correspondencia mencionada anteriormente.
El código genético es universal, es decir, es el mismo para casi todos los organismos conocidos hasta el momento.
Elementos de la traducción
Durante la traducción intervienen varios elementos, que mencionamos a continuación. En primer lugar, los sustratos del proceso de traducción son los aminoácidos presentes en el citoplasma celular. Para poder ser utilizados en la síntesis de proteínas, dichos aminoácidos deben estar unidos a sus correspondientes ARN de transferencia (ARNt). La unión de cada aminoácido con su ARNt se lleva a cabo, con gasto de energía, gracias a la acción de unas enzimas específicas denominadas aminoacil ARNt sintetasas. Cada una de ellas cataliza la unión de un solo aminoácido determinado con su correspondiente ARNt, por lo tanto, existen al menos 20 tipos diferentes.
Cada ARNt presenta un sitio de unión al aminoácido, y una región de su secuencia denominada anticodón, que es complementaria a un codón determinado del ARNm. De esta manera se produce la especificidad entre los distintos aminoácidos y cada uno de los codones según el código genético mencionado anteriormente.
Por su parte, el ARNm es quien carga con la secuencia de ribonucleótidos que codifica el polipéptido que se sintetizará en el proceso.
Por último, todos los elementos mencionados anteriormente se unen en un ribosoma, que contiene la enzima que forma las uniones peptídicas entre los diferentes aminoácidos, denominada peptidil transferasa.
El ribosoma está compuesto con dos subunidades (una menor y una mayor) entre las cuales se forma un surco por el cual va pasando el ARNm, haciendo que su secuencia entre en contacto con los diferentes ARNt complementarios que cargan con sus respectivos aminoácidos.
La subunidad mayor del ribosoma presenta tres sitios de unión para los ARNt, por los cuales van pasando durante la síntesis de proteínas de forma sucesiva. El primero es el denominado sitio A (aminoacílico), en el medio encontramos el sitio P (peptidílico), y por último el sitio E (de salida, del inglés ‘’exit’’).
Pasos de la traducción
Ya conociendo los elementos del proceso mencionados en la sección anterior, vamos a ver los pasos de la traducción, que son básicamente tres:
1) Iniciación: El primer paso de la traducción consiste en la unión de una subunidad menor de un ribosoma con un ARNm y un ARNt cargado con el aminoácido metionina (en eucariotas) o formil-metionina (en procariotas), ya que el codón de inicio es siempre AUG. El codón del ARNm (AUG) y el anticodón del ARNt (UAC) quedan enfrentados respondiendo a su complementariedad. Luego se une la subunidad mayor del ribosoma, quedando el ARNm en un surco entre las subunidades menor y mayor, y el ARNt en el sitio P de la subunidad mayor. Todo este complejo se forma con gasto de energía y gracias a la acción de proteínas denominadas ‘’factores de iniciación’’.
2) Elongación: El segundo paso se refiere a la elongación de la cadena polipeptídica de la nueva proteína, que se va alargando de un aminoácido por vez. Luego de formado el complejo de iniciación mencionado anteriormente, un nuevo ARNt cargado con el aminoácido correspondiente al codón que continúa en el ARNm se une al sitio A de la subunidad mayor del ribosoma. La peptidil transferasa rompe la unión entre el primer aminoácido y su ARNt, y forma la unión peptídica que lo une con el segundo. Luego se produce el desplazamiento del ARNm a una distancia de tres nucleótidos hacia el lado del sitio E de la subunidad mayor del ribosoma, lo que produce también el corrimiento del primer ARNt hacia dicho sitio, y del segundo ARNt desde el sitio A al sitio P. Así, el primer ARNt es liberado y el sitio A queda libre para recibir un nuevo ARNt cargado con aminoácido. Este proceso se repite hasta completar la secuencia completa del ARNm, produciendo así la elongación de la secuencia de aminoácidos que forma la nueva proteína. Durante este proceso también se requiere gasto de energía y la acción de unas proteínas específicas denominadas ‘’factores de elongación’’.
3) Terminación: Cuando el ribosoma llega a un codón de terminación presente en el ARNm (UAA, UGA o UAG), se une en el sitio A una enzima llamada ‘’factor de liberación o terminación’’ que hace que el polipéptido formado se separe del último ARNt y sea liberado del ribosoma, que a su vez se desarma. Así, da por finalizada la síntesis de una nueva proteína.
Autora
Escrito por Tatiana Bengochea para la Edición #125 de Enciclopedia Asigna, en 06/2023. Tatiana es Lic. en Ciencias Biológicas y Prof. en Biología. Graduada en la UBA, Arg.