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Síntesis de proteínas (traducción)

1960
Biólogo molecular que realiza síntesis de proteínas en un laboratorio.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La traducción es el proceso biológico mediante el cual los ribosomas del citoplasma o del retículo endoplasmático sintetizan proteínas. Sigue a la transcripción, donde la secuencia de ADN se copia en una molécula de ARN mensajero (ARNm). Durante la traducción, el ribosoma lee la secuencia de ARNm en unidades de tres nucleótidos llamadas codones y, con la ayuda del ARN de transferencia (ARNt), ensambla la cadena de aminoácidos correspondiente.

El proceso de traducción se produce en tres etapas principales: iniciación, elongación y terminación. Durante la iniciación, las subunidades ribosómicas se ensamblan en la molécula de ARNm, típicamente en un codón de inicio (AUG). En la fase de elongación, el ribosoma se mueve a lo largo del ARNm, codón por codón. Para cada codón, una molécula de ARNt específica con un anticodón complementario trae el aminoácido correcto. El ribosoma cataliza la formación de un enlace peptídico Entre el nuevo aminoácido y la cadena polipeptídica en crecimiento, este ciclo se repite, extendiendo la proteína. Finalmente, cuando el ribosoma encuentra un codón de parada (UAA, UAG o UGA) en el ARNm, se produce la terminación. Los factores de liberación se unen al ribosoma, liberando la cadena polipeptídica completa y disociando las subunidades ribosómicas.

Este intrincado proceso es una maravilla de la maquinaria molecular, que garantiza una alta fidelidad en la conversión de la información genética en proteínas funcionales. El descubrimiento de los mecanismos de traducción, incluyendo las funciones del ARNm, el ARNt y el ribosoma, y ​​el desciframiento del código genético por Marshall Nirenberg, Har Gobind Khorana y otros, fueron logros trascendentales de la biología del siglo XX. Esta comprensión constituye la base del dogma central de la traducción. biología molecular y ha hecho posible todo el campo de la ingeniería genética y la biotecnología.

UNESCO Nomenclature: 2409
- Biología molecular

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento del ADN como material genético (experimento de Avery-Macleod-McCarty)
  • Elucidación de la estructura de doble hélice del ADN por Watson y Crick
  • La hipótesis del dogma central propuesta por Francis Crick
  • Descubrimiento de los ribosomas como sitio de síntesis de proteínas
  • Aislamiento y caracterización de ARNm y ARNt

Aplicaciones

  • producción de proteínas recombinantes como insulin y la hormona del crecimiento en bacterias o levaduras.
  • desarrollo de antibióticos que atacan a los ribosomas bacterianos (por ejemplo, tetraciclinas, macrólidos)
  • mrna vacunas (e.g., for covid-19), which hijack the cell’s translation machinery to produce viral antigens
  • Kits de síntesis de proteínas in vitro para investigación y diagnóstico
  • Comprender y potencialmente tratar enfermedades genéticas causadas por errores de traducción

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Ingeniería de ribosomas sintéticos para incorporar aminoácidos no naturales a las proteínas
  • developing cell-free protein synthesis systems for creación rápida de prototipos of protein-based drugs
  • Creación de terapias de ARN circular que sean más estables y produzcan más proteínas que el ARNm lineal.
  • Diseño de terapias genéticas que utilizan ARN trans modificados genéticamente para suprimir mutaciones sin sentido.
  • Desarrollo de técnicas de perfilado de ribosomas de alto rendimiento para monitorear la síntesis de proteínas en todo el genoma.
  • Creación de circuitos genéticos sintéticos donde la traducción está controlada por señales externas.
  • engineering orthogonal translation systems that work in parallel with the cell’s native machinery
  • Desarrollo de diagnósticos basados ​​en la detección de productos de traducción aberrantes
  • Uso de inhibidores de la traducción como terapias dirigidas contra el cáncer
  • Creación de células sintéticas autorreplicantes impulsadas por sistemas de transcripción-traducción in vitro
Relacionado con: traducción, síntesis de proteínas, ribosoma, ARNm, ARNt, codón, código genético, dogma central, polipéptido, expresión génica.

Contexto histórico

Síntesis de proteínas (traducción)

1950
1950
1954
1960
1967
1970
1975
1940
1950
1951
1958
1960
1970
1973
1975

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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