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Subunidad ribosomal pequeña procariota

Estructura atómica de la subunidad 30S de Thermus thermophilus . Las proteínas se muestran en azul y la hebra única de ARN en naranja. [1]

La subunidad ribosomal pequeña procariota , o subunidad 30 S , es la subunidad más pequeña del ribosoma 70S que se encuentra en los procariotas . Es un complejo del ARN ribosómico 16S (ARNr) y 19 proteínas . [1] Este complejo está implicado en la unión del ARN de transferencia al ARN mensajero (ARNm). [2] La subunidad pequeña es responsable de la unión y la lectura del ARNm durante la traducción . La subunidad pequeña, tanto el ARNr como sus proteínas, forma complejos con la subunidad grande 50S para formar el ribosoma procariota 70S en las células procariotas. Este ribosoma 70S luego se utiliza para traducir el ARNm en proteínas.

Función

La subunidad 30S es una parte integral de la traducción del ARNm . Se une a tres factores de iniciación procariotas : IF-1, IF-2 e IF-3. [3]

Una porción de la subunidad 30S (el ARNr 16S ) guía el codón de inicio (5′)-AUG-(3′) del ARNm a su posición al reconocer la secuencia Shine-Dalgarno , un sitio de unión complementario aproximadamente 8 pares de bases aguas arriba del codón de inicio. [4] Esto asegura que el ribosoma comience la traducción en la ubicación correcta. La estrechez de la unión entre la secuencia Shine-Dalgarno en el ARNm y el ARNr 16S determina la eficiencia con la que se realiza la traducción. [4] Una vez que el ARNr 16S reconoce el codón de inicio del ARNm, un ARN de transferencia especial , f-Met -ARNt, se une y comienza la traducción de proteínas. [5] El sitio de unión del f-Met-ARNt en la subunidad ribosómica 30S se llama "sitio D" [6] Este paso es necesario para que se produzca la síntesis de proteínas . Luego, la subunidad ribosómica grande se unirá y la síntesis de proteínas continuará. [7] La ​​unión de la subunidad grande provoca un cambio conformacional en el 70S, que abre otro sitio para la traducción de proteínas. [6]

Para formar el complejo de traducción con la subunidad 50S, la subunidad 30S debe unirse a IF-1, IF-2, IF-3, ARNm y f-met-ARNt. A continuación, la subunidad 50S se une y un trifosfato de guanosina se escinde en difosfato de guanosina y fosfato inorgánico , disociando así los factores de iniciación y dando como resultado la traducción de proteínas. [8] [5] Este proceso se denomina "iniciación" y es el proceso más lento de la traducción. [5]

Estructura

La subunidad ribosomal pequeña está formada por ARNr 16S y 19 proteínas completas. [9] También hay una cadena polipeptídica que consta de 26 aminoácidos . [10] Convencionalmente, el ARNr se etiqueta con "H#" para indicar el número de hélice en imágenes de alta resolución. Las proteínas se etiquetan con "S#" para indicar los diferentes péptidos involucrados en la estabilización del ARNr. S11 y H45 se encuentran cerca del sitio de unión de Shine-Dalgarno, que también está cerca del sitio de unión de IF-3. Las proteínas S3, S4, S5 y S12, junto con H18, se encuentran cerca del canal donde está presente el ARNm en la subunidad 30S. [1]

Inhibición

La subunidad 30S es el objetivo de antibióticos como la tetraciclina y la gentamicina . [11] Estos antibióticos se dirigen específicamente a los ribosomas procariotas, de ahí su utilidad en el tratamiento de infecciones bacterianas en eucariotas . La tetraciclina interactúa con H27 en la subunidad pequeña y se une al sitio A en la subunidad grande. [11] La puromicina es un inhibidor de la traducción ribosómica. [6] La pactamicina interrumpe la unión en la región de unión de Shine-Dalgarno en la subunidad pequeña, alterando así la actividad. La higromicina B también interactúa con H44 e inhibe el movimiento de translocación que es necesario durante la síntesis de proteínas. [11]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Schluenzen, Frank; Tocilj, Ante; Zarivach, Raz; Daños, Joerg; Gluehmann, Marco; Janell, Daniela; Basán, Anat; Bartels, Heike; Agmon, Ilana (1 de septiembre de 2000). "Estructura de la subunidad ribosomal pequeña funcionalmente activada con una resolución de 3,3 Å". Celúla . 102 (5): 615–623. doi : 10.1016/S0092-8674(00)00084-2 . PMID  11007480.
  2. ^ Thompson, John F.; Hearst (1983). "Relaciones estructura-función en el ARN 16s de E. coli" (PDF) . Cell . 33 (1): 19–24. CiteSeerX 10.1.1.625.7760 . doi :10.1016/0092-8674(83)90330-6. PMID  6380748. S2CID  13069755. 
  3. ^ L Gold; D Pribnow; T Schneider; S Shinedling; BS Singer; Stormo y G. (1981). "Iniciación traduccional en procariotas". Revisión anual de microbiología . 35 (1): 365–403. doi :10.1146/annurev.mi.35.100181.002053. PMID  6170248.
  4. ^ ab Malys, Naglis (1 de enero de 2012). "Secuencia Shine-Dalgarno del bacteriófago T4: GAGG prevalece en genes tempranos". Molecular Biology Reports . 39 (1): 33–39. doi :10.1007/s11033-011-0707-4. ISSN  0301-4851. PMID  21533668. S2CID  17854788.
  5. ^ abc Gualerzi, Claudio O.; Pon, Cynthia L. (1990). "Iniciación de la traducción del ARNm en procariotas". Bioquímica . 29 (25): 5881–5889. doi :10.1021/bi00477a001. PMID  2200518.
  6. ^ abc Igarashi, Kazuei; Tanaka, Shigeaki; Kaji, Akira (11 de febrero de 1971). "Sobre el sitio de unión del aminoacil-ARNt de la subunidad ribosómica 30-S y su relación con el sitio de iniciación de la cadena del ribosoma". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Nucleic Acids and Protein Synthesis . 228 (3): 728–731. doi :10.1016/0005-2787(71)90737-4. PMID  4929429.
  7. ^ Slobin, Lawrence I (diciembre de 1972). "Propiedades estructurales y funcionales de los ribosomas reticulados con dimetilsuberimidato". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 69 (12): 3769–3773. Bibcode :1972PNAS...69.3769S. doi : 10.1073/pnas.69.12.3769 . PMC 389868 . PMID  4566460. 
  8. ^ Milon P, Carotti M, Konevega AL, Wintermeyer W, Rodnina MV, Gualerzi CO (2010). "El factor de iniciación 2 unido al ribosoma recluta ARNt iniciador al complejo de iniciación 30S". EMBO Reports . 11 (4): 312–316. doi :10.1038/embor.2010.12. PMC 2854590 . PMID  20224578. 
  9. ^ Tsiboli, Paraskevi; Herfurth, Elke; Choli, Theodora (1994-11-01). "Purificación y caracterización de las proteínas ribosómicas 30S de la bacteria Thermus thermophilus". Revista Europea de Bioquímica . 226 (1): 169–177. doi :10.1111/j.1432-1033.1994.0t169.x. ISSN  1432-1033. PMID  7957245.
  10. ^ Choli T, Franceschi F, Yonath A, Wittmann-Liebold B (1993). "Aislamiento y caracterización de una nueva proteína ribosomal de las eubacterias termófilas, Thermus thermophilus, T. aquaticus y T. flavus" (PDF) . Química biológica Hoppe-Seyler . 374 (6): 377–383. doi :10.1515/bchm3.1993.374.1-6.377. PMID  8357533.
  11. ^ abc Brodersen, Ditlev E.; Clemons, William M.; Carter, Andrew P.; Morgan-Warren, Robert J.; Wimberly, Brian T.; Ramakrishnan, V. (22 de diciembre de 2000). "La base estructural de la acción de los antibióticos tetraciclina, pactamicina e higromicina B en la subunidad ribosómica 30S". Cell . 103 (7): 1143–1154. doi : 10.1016/S0092-8674(00)00216-6 . PMID  11163189.

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