El sitio P (para peptidilo) es el segundo sitio de unión para el ARNt en el ribosoma . Los otros dos sitios son el sitio A (aminoacilo), que es el primer sitio de unión en el ribosoma, y el sitio E (salida), el tercero. Durante la traducción de proteínas , el sitio P contiene el ARNt que está unido a la cadena polipeptídica en crecimiento. Cuando se alcanza un codón de terminación , el enlace peptidilo-ARNt del ARNt ubicado en el sitio P se escinde liberando la proteína recién sintetizada. [1] Durante el paso de translocación de la fase de elongación, el ARNm avanza un codón, acoplado al movimiento de los ARNt desde los sitios ribosomales A a P y P a E, catalizado por el factor de elongación EF-G. [2]
El sitio P del ribosoma desempeña un papel vital en todas las fases de la traducción. La iniciación implica el reconocimiento del codón de inicio (AUG) por parte del ARNt iniciador en el sitio P, la elongación implica el paso de muchos ARNt elongadores a través del sitio P, la terminación implica la hidrólisis del polipéptido maduro a partir del ARNt unido al sitio P, y el reciclado del ribosoma implica la liberación del ARNt desacilado. La unión de un ARNt al sitio P en presencia de ARNm establece la interacción codón-anticodón, y esta interacción es importante para los contactos de la subunidad pequeña del ribosoma (30S) con el ARNt. [3]
El modelo clásico de dos estados [4] propone que el ribosoma contiene dos sitios de unión para el ARNt, el sitio P y el sitio A. El sitio A se une al aminoacil-ARNt entrante que tiene el anticodón para el codón correspondiente en el ARNm presentado en el sitio A. Después de la formación del péptido entre el grupo carbonilo C-terminal de la cadena polipeptídica en crecimiento (unido a un ARNt unido al sitio P) y el grupo amino del aminoacil-ARNt (unido al sitio A), la cadena polipeptídica se une al ARNt en el sitio A. El ARNt desacilado permanece en el sitio P y se libera una vez que el peptidil-ARNt se transfiere al sitio P. ¿Cómo se logra la translocación del peptidil-ARNt del sitio A al sitio P para completar el ciclo? Se propuso que esto se hace en dos pasos mediante el movimiento de las dos subunidades ribosómicas una con respecto a la otra, con la formación de una estructura híbrida intermedia: el sitio A de una subunidad con el sitio P de la otra subunidad. [5] Esto es análogo a mover un objeto grande: primero se mueve un extremo y luego el otro.
Los experimentos de modificación química proporcionaron evidencia de este modelo híbrido, en el que los ARNt pueden probar un estado híbrido de unión durante la fase de elongación (paso previo a la translocación). En estos estados híbridos de unión, los extremos aceptor y anticodón del ARNt están en diferentes sitios (A, P y E). Utilizando métodos de sondeo químico, se ha examinado un conjunto de bases filogenéticamente conservadas en el ARN ribosómico donde se une el ARNt, y se sugiere que están directamente involucradas en la unión del ARNt al ribosoma procariota. [6] La correlación de tales bases protegidas específicas del sitio en el ARNr y la ocupación de los sitios A, P y E ha permitido ensayos de diagnóstico de estas bases para estudiar la ubicación del ARNt en cualquier estado dado del ciclo traduccional. Los autores propusieron un modelo híbrido en el que una mayor afinidad del ARNt desactivado y del ARNt peptídico por los sitios E y P de la subunidad 50S favorece termodinámicamente las transiciones de P/P a P/E y de A/A a A/P, lo que se demostró además mediante experimentos crio-EM . [7] Además, los estudios FRET de moléculas individuales han detectado fluctuaciones en las posiciones de los ARNt, [8] lo que lleva a la conclusión de que los estados clásicos (A/AP/P) e híbridos (A/PP/E) de los ARNt están ciertamente en equilibrio dinámico.
Antes de la formación del enlace peptídico, un aminoacil-ARNt se une en el sitio A, un peptidil-ARNt se une en el sitio P y un ARNt desacilado (listo para salir del ribosoma) se une al sitio E. La traducción mueve el ARNt desde el sitio A a través de los sitios P y E, con la excepción del ARNt iniciador, que se une directamente al sitio P. [9] Experimentos recientes han informado que la traducción de proteínas también puede iniciarse desde el sitio A. Utilizando el ensayo de toeprinting , se ha demostrado que la síntesis de proteínas se inicia desde el sitio A del ribosoma (eucariota) en el virus de la parálisis del grillo (CrPV). Los IGR-IRES (regiones intragénicas: sitios de entrada internos a los ribosomas) pueden ensamblar ribosomas 80S a partir de subunidades ribosómicas 40S y 60S en ausencia de hidrólisis de eIF2, Met-tRNAi o GTP y sin un triplete codificante en el sitio P ribosómico. Los autores también demostraron que los IGR-IRES pueden dirigir la traducción de una proteína cuyo residuo N-terminal no es metionina. [10]
La estructura tridimensional completa del ribosoma 70S de T. thermophilus se determinó mediante cristalografía de rayos X , que contiene ARNm y ARNt unidos a los sitios P y E con una resolución de 5,5 Å y al sitio A con una resolución de 7 Å. Los autores descubrieron que los tres sitios de unión del ARNt (A, P y E) del ribosoma entran en contacto con los tres ARNt respectivos en partes universalmente conservadas de sus estructuras. Esto permite que el ribosoma se una a diferentes especies de ARNt exactamente de la misma manera. El paso de translocación de la síntesis de proteínas requiere movimientos de 20 Å o más por parte de los ARNt, a medida que se mueven de los sitios A a P y E [11].
Las oxazolidinas (por ejemplo, linezolid) impiden la unión del ARNt iniciador en el sitio P. [12] Se ha demostrado que las oxazolidinas afectan pleiotrópicamente la unión del ARNt iniciador, la síntesis de enlaces peptídicos estimulada por EF-P (factor de elongación P) y la translocación mediada por EF-G del ARNt iniciador al sitio P. [13]
Las clases de antibióticos macrólidos , lincosamidas y estreptograminas previenen la formación de enlaces peptídicos y/o la translocación de ARNt del sitio A al sitio P en el ribosoma [14] [15] , lo que eventualmente conduce a una interferencia con el paso de elongación y, por lo tanto, a la inhibición de la traducción de proteínas.