Activación de aminoácidos traducción biología molecular

Activación de los aminoácidos como paso del proceso de traducción del ADN (bases moleculares)

1. ACTIVACIÓN DE AMINOACIDOS

2. ¿QUÉ ES LA ACTIVACION DE
AMINOACIDOS?
La activación de los aminoácidos es el
primer paso esencial en la síntesis de
proteínas. Este proceso consiste en la
unión de cada aminoácido a su
correspondiente ARN de transferencia ,
formando un complejo llamado aminoacil-
ARNt. Esta unión es catalizada por enzimas
específicas denominadas aminoacil-ARNt
sintetasas, y requiere energía
proporcionada por la hidrólisis de ATP.

3. PROCESO
Unión del aminoácido al ATP: El aminoácido
reacciona con una molécula de ATP, formando un
intermediario activado llamado aminoacil-AMP.
Transferencia al ARNt: El aminoacil-AMP
transfiere el aminoácido al ARNt específico,
uniéndose al extremo 3' del ARNt que contiene la
secuencia CCA.
Formación del aminoacil-ARNt: El resultado es un
ARNt cargado con su aminoácido
correspondiente, listo para ser utilizado en la
síntesis de proteínas.

4. SITIO DONDE SE LLEVA A CABO
Primer paso previo a la traducción
proteica.
Se realiza en el citosol o también
llamado hialoplasma.
No ocurre en el ribosoma ni dentro de
organelos como el núcleo o el retículo
endoplásmico

5. ACTORES CLAVE EN ESTE
LUGAR
Ubicación: Citosol (fase libre del
citoplasma).
Moléculas presentes:
Aminoácidos libres.
ARNt específicos.
ATP.
Enzima: aminoacil-ARNt sintetasa.

6. OBJETIVO DE LA ACTIVACIÓN
DE AA
Es la unión a cada tRNA del
aminoácido correcto.
Si no tiene lugar de forma correcta,
carece de sentido todo el código
genético.
(Herráez, 2012)

7. OBJETIVO DE LA ACTIVACIÓN
DE AA
Activación de los aminoácidos en
forma de aminoacil-tRNA para poder
formar enlaces peptídicos.
Paso esencial porque garantiza que el
código genético se traduzca con
precisión durante la síntesis de
proteínas.
(Herráez, 2012)

8. AMINOACIL-TRNA SINTETASA
¿Cómo se une el aminoácido correcto con el ARNt correcto (y se asegura que los codones se
lean correctamente)?
Las enzimas llamadas aminoacil-ARNt
sintetasas tienen esta importante función.
Hay una enzima sintetasa para cada
aminoácido, una que solo reconoce ese
aminoácido y su ARNt (y ningún otro). Una
vez que el aminoácido y su ARNt interactúan
con la enzima, esta los une. Esta reacción
utiliza energia de la "moneda energética"
molecular, el trifosfato de adenosina (ATP).

9. TIPOS DE AMINOACIL-TRNA SINTETASA
Clase Descripción
1. (I)
Generalmente monoméricas o
diméricas, estas enzimas
aminoacilan el grupo 2'-OH del
nucleótido A76 del tRNA.
2. (II)
Usualmente diméricas o
tetraméricas, estas enzimas
aminoacilan el grupo 3'-OH del
nucleótido A76 del tRNA.
Las aminoacil-tRNA sintetasa se dividen en dos clases principales:

11. AMINOACIL-TRNA
SINTETASA 1 (AARS1)
Es una enzima clave en la
síntesis de proteínas que une
alanina a su tRNA específico,
asegurando la correcta
traducción genética.
Pertenece a la familia de las
aminoacil-tRNA sintetasas.

12. FUNCIÓN
cataliza una reacción en dos pasos:
La alanina se activa mediante la
formación de un intermediario
aminoacil-adenilato utilizando ATP.
La alanina activada se transfiere al
extremo 3' del tRNA, formando alanil-
tRNA, que luego se incorpora en la
cadena polipeptídica en crecimiento
durante la traducción.
Este proceso garantiza la fidelidad en la
síntesis de proteínas al evitar errores en la
incorporación de aminoácidos.

13. ESTRUCTURA Y
CLASIFICACIÓN
Es una enzima de clase I que posee
un pliegue Rossmann, esta clase de
enzimas generalmente funciona
como monómeros o dímeros y
reconoce el tRNA desde el surco
mayor, lo que le da alta
especificidad y precisión en la unión
del aminoácido.

14. TECNICAS MOLECULARES
1.Secuenciación del ADN (Next-
Generation Sequencing, NGS).
2.PCR (Reacción en Cadena de la
Polimerasa).
3.Secuenciación Sanger.
4.Análisis de variabilidad genética
(GWAS).
5.Pruebas funcionales (como estudios
celulares o animales).

15. IMPLICACIONES CLÍNICAS
Enfermedad de Charcot-Marie-
Tooth tipo 2 (CMT2): Mutaciones en
AARS1 pueden alterar la función de
la enzima, llevando a una síntesis
proteica deficiente en neuronas
periféricas lo que afecta nervios
periféricos.

16. IMPLICACIONES CLÍNICAS
Tricotiodesplasia no fotosensible
(TTD-NPS): Un trastorno raro
caracterizado por cabello y uñas
frágiles, retraso en el desarrollo y
otros síntomas neurológicos. Se ha
identificado que mutaciones
bialélicas en AARS1 contribuyen a
esta condición.

17. ANALANYL-TRNA SINTETASA II
MITOCONDRIAL
Es una enzima codificada por el gen
AARS2, localizada en el cromosoma
6p21.1.
Une alanina al tRNA específico durante
la traducción en las mitocondrías. Es
fundamental para la síntesis de proteínas .
Su función principal es catalizar la unión
del aminoácido alanina al ARN de
transferencia (tRNA) correspondiente
dentro de las mitocondrias, un paso
esencial para la síntesis precisa de proteínas
mitocondriales
son fundamentales para el correcto
funcionamiento del sistema de fosforilación
oxidativa, el cual es responsable de la
producción de ATP, la principal fuente de energía
celular
"Cromosoma 6, brazo corto (p), región 2, banda 1, sub-banda 1"

18. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
Activación de la
alanina mediante
ATP para formar un
intermediario
(alanyl-AMP).
Transferencia del
grupo alanyl al
extremo 3' del
tRNA^Ala.
La AARS2 cataliza la unión del aminoácido
alanina al tRNA correspondiente (tRNA^Ala) en
un proceso de dos pasos:
Además de su dominio de aminoacilación, AARS2
posee un dominio de edición conservado que corrige
errores de carga, eliminando aminoácidos
incorrectos como serina o glicina que puedan
haberse unido erróneamente al tRNA^Ala
La parte final de la enzima (dominio C-terminal)
ayuda a que el tRNA se una mejor, lo cual es clave
para fabricar proteínas mitocondriales de forma
precisa y sin errores.
tRNA^Ala=ARN de transferencia que transporta alanina.
AARS2 une alanina al tRNA^Ala, formando alanyl-tRNA^Ala.

19. LOCALIZACIÓN Y EXPRESIÓN
AARS2
AARS2 se expresa de manera ubicua en los
tejidos humanos, con niveles moderados en
todos los tejidos adultos y fetales, siendo más
altos en el ovario .
Traducción mitocondrial
mitocondria

20. MECANISMO DE ACCIÓN
La función principal de AARS2 es asegurar la
correcta traducción de proteínas
mitocondriales mediante la carga precisa del
tRNA^Ala con alanina. Esta actividad es
fundamental para el ensamblaje y
funcionamiento del sistema de fosforilación
oxidativa (OXPHOS), responsable de la
producción de ATP en las células .
Las mutaciones que afectan esta función
pueden llevar a una disminución en la
producción de ATP, afectando especialmente
a tejidos con alta demanda energética como el
corazón, el cerebro y los ovarios

21. ENFERMEDADES ASOCIADAS A
MUTACIONES EN AARS2
Leucoencefalopatía con signos de neurona motora superior y
ataxia: una enfermedad neurodegenerativa que afecta la
sustancia blanca del cerebro, manifestándose con demencia,
espasticidad y problemas de coordinación.
Insuficiencia ovárica prematura (POI):
observada en algunas mujeres portadoras de
mutaciones en AARS2, lo que sugiere una
conexión entre la disfunción mitocondrial y la
salud reproductiva femenina.
Las mutaciones en AARS2 pueden afectar diferentes
dominios de la enzima, lo que resulta en diversas
manifestaciones clínicas:

22. ENFERMEDADES ASOCIADAS
A MUTACIONES EN AARS2
Miocardiopatía infantil: una forma grave de
insuficiencia cardíaca que puede presentarse
en neonatos o lactantes, a menudo asociada
con acidosis láctica y otras manifestaciones
sistémicas
El músculo cardíaco se forma, engrosa o
endurece de manera anormal.
Finalmente, el corazón es incapaz de
bombear de manera eficaz y no puede
suministrarle al cuerpo suficiente sangre
para funcionar. En casos graves, la
miocardiopatía puede provocar insuficiencia
cardíaca o muerte súbita.

23. IMPORTANCIA
Cada aminoacil-ARNt sintetasa es específico a
un aminoácido y su ARNt correspondiente, así
se asegura que el código genético se traduzca.
Errores en esta etapa pueden llevar a la
incorporación de aminoácidos incorrectos,
resultando en proteínas mal plegadas o no
funcionales.
Ni el ribosoma ni el ARNm pueden verificar si es
el aminoácido correcto unido al ARNt, por lo
que la precisión de las aaRS es la única que
evita errores.

24. MECANISMOS DE
CORRECIÓN
1.Doble reconocimiento molecular: aminoácido y
ARNt.
2.Algunas aaRS utilizan diferencias en la energía de
unión y la flexibilidad estructural para distinguir
entre aminoácidos.
3.Edición dependiente del ARNt: la enzima necesita
primero unir el aminoácido al ARNt, una vez unido,
lo evalúa y si detecta una incompatibilidad, lo
elimina.

25. MECANISMOS DE
CORRECIÓN
proofreading o edición: las aaRS tienen un sitio de
activación y de edición, se da en la pre transferencia y
en la post transferencia.
sito de activación: el aminoácido reacciona con
ATP y forma un aminoácido-AMP y se pasa al ARNt
sitio de edición: se detecta si el aminoácido es el
incorrecto y se elimina por hidrolisis
Pre transferencia: se hidroliza el aminoácido antes
de unirse al ARNt
Post transferencia: una vez unido el aminoácido al
ARNt se detecta y elimina

26. REFERENCIAS
Socla Lluna. (s.f.). Activación de los aminoácidos. SoclaLluna. Recuperado el 2 de mayo de 2025, de https://soclalluna.com/2o-
bachillerato/2obach/bloque-iv-herencia-y-genetica/ud14-adn-portador-de-mensaje-genetico/expresion-del-mensaje-
genetico/traduccion-2/activacion-de-los-aminoacidos/
Aminoacyl-tRNA synthetases in human health and disease. (2022). Frontiers in Physiology, recuperado el 2 de mayo del 2025 de.
https://doi.org/10.3389/fphys.2022.1029218
Aminoacyl-tRNA synthetases: Structure, function, and drug discovery. (2018). International Journal of Biological Macromolecules,
recuperado el 2 de mayo del 2025 de. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.01.040
Aminoacyl-tRNA synthetases and their connections to disease. (2009). Proceedings of the National Academy of Sciences, recuperado 2
de mayo del 2025 de https://doi.org/10.1073/pnas.0802862105
Zaher, H.S. and Green, R., 2009. Fidelity at the molecular level: Lessons from protein synthesis. Cell, 136(4), pp.746–762.