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Resumen de la traducción

Cómo se traduce la secuencia de nucleótidos de un ARNm en la secuencia de aminoácidos de un polipéptido (proteína).

Introducción

Toma un momento para mirar tus manos. El hueso, piel y músculo que ves están compuestos de células, y cada una de esas células contiene millones de proteínas1. De hecho, ¡las proteínas son las "piezas fundamentales" moleculares clave para todos los organismos en la Tierra!
¿Cómo se hacen estas proteínas en una célula? Para empezar, las instrucciones para hacer las proteínas están "escritas" en el ADN de la célula en forma de genes. Si esta idea es nueva para ti puedes revisar la sección sobre ADN a ARN a proteína (dogma central) antes de entrar en el meollo de la construcción de proteínas.
Basicamente, un gen se usa para contruir una proteína en un proceso de dos pasos:
  • Paso 1: transcripción. Aquí la secuencia de ADN de un gen se "vuelve a escribir" en forma de ARN. En eucariontes como tu y yo, el ARN se procesa (y con frecuencia se le recortan pedazos) para hacer un producto final llamado ARN mensajero o ARNm.
  • Paso 2: traducción. En esta etapa el ARNm se "decodifica" para construir una proteína (o un pedazo/subunidad de una proteína) que contiene una serie de aminoácidos en específico.
_Imagen modificada de "Dogma central de la bioquímica molecular con enzimas", por Daniel Horspool (CC BY-SA 3.0). La imagen modificada se encuentra bajo una licencia CC BY-SA 3.0._
En este artículo nos concentraremos en la traducción, y obtendremos una visión general del proceso y de las moléculas que la llevan a cabo.

El código genético

Durante la traducción, una célula "lee" la información contenida en el ARN mensajero (ARNm) y la usa para construir una proteína. En realidad, y para ser un poco más técnico, un ARNm no siempre codifica o proporciona las instrucciones para una proteína completa, sino que podemos decir confiadamente que siempre codifica para un polipéptido o una cadena de aminoácidos.
_Crédito de la imagen: "The genetic code", de OpenStax College, Biología (CC BY 3.0)_
En un ARNm, las instrucciones para construir un polipéptido son los nucleótidos de ARN (A, U, C, y G), que se leen en grupos de tres. Estos grupos de tres se conocen como codones.
Hay 61 codones para los aminoácidos, y cada uno se "lee" para especificar un cierto aminoácido de los 20 que se encuentran comúnmente en las proteínas. Un codon, AUG, especifica el aminoácido metionina y también actúa como un codón de inicio para señalar el comienzo de la construcción de la proteína.
Hay tres codones más que no especifican aminoácidos. Estos codones de terminación, UAA, UAG y UGA, le informan a la célula cuando está completo un polipéptido. En conjunto, esta colección de relaciones codón-aminoácidos se llama el código genético , porque permite que las células "decodifiquen" un ARNm en una cadena de aminoácidos.
Imagen modificada de "RNA-codons-aminoacids", por Thomas Splettstoesser (CC BY-SA 4.0). La imagen modificada se encuentra bajo una licencia CC BY-SA 4.0.

Resumen de la Traducción

¿Cómo se "lee" un ARNm para formar un polipéptido? Dos tipos de molécula con papeles clave en la traducción son los ARNt y los ribosomas.

ARNs de transferencia (ARNt)

Los ARN de transferencia o ARNt, son "puentes" moleculares que conectan los codones del ARNm con los aminoácidos para los que codifican. Un extremo de cada ARNt tiene una secuencia de tres nucleótidos llamada anticodón, que se puede unir a un codón específico del ARNm. El otro extremo de ARNt lleva el aminoácido que especifica el codón.
Hay muchos tipos de ARNt. Cada tipo lee uno o unos pocos codones y lleva el aminoácido correcto que corresponde a esos codones,
Imagen modificada de "Translation: Figure 3", de OpenStax College, Biología (CC BY 4.0).

Ribosomas

Los ribosomas son las estructuras donde se construyen los polipéptidos (proteínas). Se componen de proteínas y ARN (ARN ribosomal o ARNr). Cada ribosoma tiene dos subunidades, una grande y una pequeña, que se reúnen alrededor de un ARNm, algo parecido a las dos mitades de un pan para hamburguesa que se reúnen alrededor de la torta de carne.
El ribosoma proporciona un conjunto de espacios útiles o huecos donde los ARNt pueden encontrar sus codones correspondientes en la plantilla del ARNm y entregar sus aminoácidos. Estos huecos se llaman los sitios A, P y E. Pero además el ribosoma actúa como una enzima que cataliza la reacción química que une los aminoácidos para formar una cadena.
¿Quieres saber más sobre la estrucutra y función de los ARNt y los ribosomas? ¡Consulta el artículo sobre ARNt y ribosomas!

Los pasos de la traducción

Tus células están fabricando proteínas cada segundo, y cada una de ellas debe contener el conjunto correcto de aminoácidos unidos justo en el orden debido. Esto puede sonar como una tarea difícil, pero por suerte, tus células (junto con las de los demás animales, plantes y bacterias) están capacitados para ella.
Para ver cómo las células hacen las proteínas, vamos a dividir la traducción en tres etapas: iniciación (el comienzo), elongación (el agregar a la cadena proteica) y terminación (la finalización).

El comienzo: la iniciación

En la iniciación, el ribosoma se ensambla alrededor del ARNm que se leerá y el primer ARNt (que lleva el aminoácido metionina y que corresponde al codón de iniciación AUG). Este conjunto, conocido como complejo de iniciación, se necesita para que comience la traducción.

La extensión de la cadena: elongación

La elongación es la etapa donde la cadena de aminoácidos se extiende. En la elongacón, el ARNm se lee un codón a la vez, y el aminoácido que corresponde a cada codón se agrega a la cadena creciente de proteína.
Cada vez que un codón nuevo está expuesto:
  • Un ARNt correspondiente se une al codón
  • La cadena de aminoácidos existente (polipéptido) se une al aminoácido del ARNt mediante una reacción química.
  • El ARNm se desplaza un codón sobre el ribosoma, lo que exponde un nuevo codón para que se lea.
    Imagen basada en un diagrama similar en Reece et al.2
Durante la elongación, los ARNt pasan por los sitios A, P, y E como se muestra arriba. Este proceso se repite muchas veces conforme se leen los nuevos codones y se agregan los nuevos aminoácidos a la cadena.
Para más detalles sobre los pasos de la elongación, consulta el artículo etapas de la traducción.

Finalizando el proceso: terminación

La terminación es la etapa donde la cadena polipeptídica completa es liberada. Comienza cuando un codón de terminación (UAG, UAA o UGA) entra al ribosoma, lo que dispara una serie de eventos que separa la cadena de su ARNt y le permite flotar hacia afuera.
Después de la terminación, es posible que el polipéptido todavía necesite tomar la forma tridimensional correcta, se someta a procesamiento (tal como el retiro de aminoácidos), sea enviado a la parte correcta en la célula, o se combine con otros polipéptidos antes de que pueda hacer su trabajo como una proteína funcional.

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