Ejercicio resuelto de Traducción · Biología · Asturias · 2025

El esquema adjunto representa procesos biosintéticos que dan lugar a grandes moléculas poliméricas fundamentales para las células. El recuadro corresponde a un detalle ampliado.




1. Explique si el proceso, tal como se representa, tiene lugar en células procariotas, o en eucariotas o en ambos tipos. Justifique su respuesta. [1 punto]

2. Indique el nombre y localización celular del enzima responsable de la activación de los aminoácidos y del enzima responsable de la formación del enlace peptídico. [1 punto]

3. Todas las cadenas que se representan en el esquema como una sucesión de pequeñas esferas de varios colores tienen en el extremo una esfera de color negro. ¿Se puede saber a qué molécula corresponde dicha esfera negra del extremo? Justifique su respuesta. [0,5 puntos]

$\textbf{1. Explique si el proceso, tal como se representa, tiene lugar en células procariotas, o en eucariotas o en ambos tipos. Justifique su respuesta. [1 punto]}$

Tal y como está representado, el proceso solo puede ocurrir en células $\textbf{procariotas}$.

La razón es que el esquema muestra la transcripción y la traducción $\textbf{acopladas}$: los ribosomas están traduciendo un ARN mensajero que todavía está unido a la ARN-polimerasa y, por tanto, al propio ADN. Para que eso sea posible, el ADN y los ribosomas tienen que estar en el mismo compartimento, y eso solo se da en una célula sin núcleo, donde el ADN está en el nucleoide, en contacto directo con el citoplasma.

En una célula eucariota es imposible por dos motivos, y basta con uno. El primero es la $\textbf{envoltura nuclear}$: la transcripción ocurre dentro del núcleo y la traducción fuera, en el citoplasma, de modo que hay una barrera física y un transporte por los poros entre las dos. El segundo es la $\textbf{maduración}$: el transcrito primario eucariota tiene que perder los intrones y recibir la caperuza y la cola poli-A antes de poder traducirse, lo que exige que la transcripción haya terminado.

Añádase un tercer indicio menor: en el dibujo el ADN aparece desnudo, sin nucleosomas, que es como está en un procariota.

$\textbf{2. Indique el nombre y localización celular del enzima responsable de la activación de los aminoácidos y del enzima responsable de la formación del enlace peptídico. [1 punto]}$

La activación de los aminoácidos corre a cargo de las $\textbf{aminoacil-ARNt-sintetasas}$, que se encuentran libres en el $\textbf{citosol}$. Hay una por cada aminoácido, y cada una reconoce a la vez a su aminoácido y a los ARNt que le corresponden. Trabajan en dos pasos: primero unen el aminoácido al AMP procedente de un ATP, y después transfieren el aminoácido al extremo $\mathrm{CCA}\text{-}3'$ del ARNt, formando el aminoacil-ARNt. Ese enlace éster es rico en energía y es el que después costeará la formación del enlace peptídico. En esta reacción se juega la fidelidad de la traducción: si la sintetasa carga el aminoácido equivocado, el ribosoma no lo detecta.

La formación del enlace peptídico la cataliza la $\textbf{peptidil-transferasa}$, que se localiza en la $\textbf{subunidad mayor del ribosoma}$, entre los sitios P y A. Lo notable es que no es una proteína: la actividad reside en el propio $\textbf{ARN ribosómico}$, de modo que se trata de una ribozima, uno de los pocos casos en que la catálisis la hace un ácido nucleico y no una proteína.

$\textbf{3. Todas las cadenas que se representan en el esquema como una sucesión de pequeñas esferas de varios colores tienen en el extremo una esfera de color negro. ¿Se puede saber a qué molécula corresponde dicha esfera negra del extremo? Justifique su respuesta. [0,5 puntos]}$

$\textbf{Sí se puede.}$ Cada esfera de la cadena es un aminoácido, y la esfera negra ocupa siempre la posición del $\textbf{extremo amino-terminal}$, es decir, el aminoácido que se incorporó primero. Ese primer aminoácido no es cualquiera: viene fijado por el codón de iniciación AUG y es siempre el mismo, la $\textbf{metionina}$; en un procariota, que es el caso del esquema, se incorpora en su forma modificada, la $\textbf{N-formilmetionina}$.

La justificación se ve en el propio dibujo: la esfera negra es la única que se repite en todas las cadenas y en la misma posición, la más alejada del ribosoma, mientras que el resto de las esferas cambian de color y de orden de una a otra. Que la primera sea siempre idéntica y las demás no es exactamente lo que cabe esperar de un aminoácido iniciador único frente a secuencias distintas.

Conviene añadir que en la proteína madura esa formilmetionina suele eliminarse después, por una desformilasa y una aminopeptidasa, de modo que no todas las proteínas acaban empezando por ella.