Medmol  
Fibao Una perspectiva molecular en medicina
MOLÉCULAS
Complejo ribosoma-SRP-FtsY
Etiopatogenia
Bookmark and Share
Fecha de Publicación: 24-1-2011 Última actualización: 24-1-2011
Resumen
Modelo atómico de la conformación temprana de scSRP. En esta orientación, la cadena de proteína naciente saldría hacia el observador, aproximadamente en la región donde confluyen los dominios FtsY (magenta), Fth (verde) y el ARN 4.5S (naranja). La subunidad 50S del ribosoma quedaría detrás de esta estructura.
Muchas proteínas ejercen su función en lugares concretos dentro de la célula. Existen sistemas moleculares que dirigen el transporte de estas proteínas a sus lugares de actuación y que actúan cuando se inicia su traducción. El complejo ribosoma-SRP-FtsY es el principal sistema molecular encargado de transportar y localizar proteínas en la membrana plasmática de las bacterias. Un trabajo reciente revela detalles sobre los eventos previos a la formación de este complejo.
Función de esta molécula

La función de las proteínas depende en gran medida del lugar en el que actúan. Por ejemplo, muchas proteínas están preparadas y seleccionadas evolutivamente para funcionar en la membrana plasmática, o bien necesitan atravesar la membrana plasmática para pasar al lumen de determinados orgánulos antes de ser excretadas definitivamente. No es de extrañar entonces que existan mecanismos encargados de dirigir la localización de las proteínas hacia esos lugares. La importancia de estos mecanismos queda reflejada por el hecho de que están evolutivamente conservados entre reinos: las bacterias y los eucariotas comparten mecanismos de localización y transporte de proteínas a través de las membranas biológicas, que a pesar de involucrar a más proteínas en los últimos, conservan estructuras y proteínas esenciales en ambos casos.

 

Para dirigir una proteína a un determinado lugar en la célula necesitamos dos cosas: una etiqueta que identifique el destino de la proteína (algo parecido a las etiquetas de los equipajes en los aeropuertos) y un sistema que reconozca esa etiqueta y la transporte (algo así como un lector y una cinta transportadora). Estas etiquetas en las proteínas se denominan péptidos señal. Estos péptidos señal son secuencias específicas dentro de la cadena de aminoácidos de la proteína marcada. En eucariotas existen distintos péptidos señal que sirven para dirigir proteínas al retículo, al núcleo, al nucleolo, a las mitocondrias o a los peroxisomas. En el caso de los péptidos señal de las proteínas excretadas, este péptido señal es lo primero que se sintetiza en la traducción y por lo tanto, queda localizado en el extremo N-terminal de la proteína.

 

El sistema que lee y transporta las proteínas marcadas se denomina partícula de reconocimiento de señal (SRP, del inglés Signal Recognition Particle). Este SRP funciona en todos los organismos asociándose a las proteínas nacientes marcadas con el péptido señal y transportándolas hacia un receptor específico en la membrana. El SRP de bacterias es sencillo en comparación con el eucariota y consiste en la proteína Ffh y un ARN 4.5S de 114 nucleótidos. El receptor asociado a la membrana es FtsY, una proteína que reconoce el complejo SRP unido al ribosoma y a la proteína naciente (RNC, del inglés Ribosome-Nascent chain Complex). Esta unión es dependiente de GTP y sirve para ensamblar toda la maquinaria necesaria para el transporte a través de la membrana. Este transporte requiere energía y se realiza a través del translocón, un complejo proteico que forma un canal en la membrana, a través del cual pasa la proteína que se está sintetizando.

 

La formación de este sistema tan complejo sigue una serie de pasos. Un trabajo reciente ha dilucidado la estructura molecular del complejo formado por el ribosoma, el SRP y FtsY. La técnica utilizada es la crio-microscopía electrónica. Para conseguir ver la estructura del complejo, los investigadores han fusionado el extremo N-terminal de Ffh con el C-terminal de FstY mediante un espaciador de 31 aminoácidos, generando así una estructura análoga a la natural, condensada en una única cadena (scSRP del inglés single-chain Signal Recognition Particle), que es suficientemente estable para ser observada mediante esta tecnología.

 

La conformación conseguida es la correspondiente al primero de los eventos principales que permiten la activación de todo el complejo, justo antes de adoptar su conformación cerrada y activada. El estudio estructural y su comparación con otras estructuras de partes del complejo descritas con anterioridad ha permitido generar un modelo que explica los eventos moleculares que tienen lugar para el ensamblaje: En primer lugar, Ffh interacciona con el ribosoma a través de una de las proteínas de éste, la L23. Seguidamente se produce el reconocimiento del péptido señal, provocando el anclaje del SRP al RNC. Por último, se produce la estabilización del complejo en la membrana mediante la unión al receptor FtsY, a través del ARN4.5S del complejo. Este último estadío corresponde a la estructura resuelta en el trabajo.

 

El modelo funcional descrito revela detalles muy concretos y específicos dentro del complejo ribosoma-SRP-FstY, a la vez que refuerza la importancia esencial del ARN del SRP en la formación del complejo.

Patologías relacionadas con esta molécula

En la naturaleza existen bacterias patógenas que pueden ensamblar translocones similares en la membrana de las células de sus hospedadores, permitiéndoles exportar dentro de las células diversos factores que determinan su virulencia. Ejemplos de éstos patógenos son Salmonella, Shigella, Yersinia, variedades enteropatogénicas y enterohemorragicas de Escherichia coli, Pseudomonas y otros, los cuales utilizan un complejo similar para introducir proteínas efectoras en el citoplasma de la célula hospedadora.

 

El SRP parece estar relacionado con algunas formas graves de miopatía, ya que los individuos afectados producen auto-anticuerpos contra el SRP.

Bibliografía