Translocón

La estructura de este canal en su estado inactivo se ha determinado en arqueas mediante cristalografía de rayos X.

En las células, el canal translocón es un complejo proteico de tres partes conocido como SecYEG en procariotas y Sec61 en eucariotas. ^{[ 5 ]} Está formado por las subunidades SecY, SecE y SecG, siendo SecY el poro principal. La estructura de este canal, en su estado inactivo, se ha resuelto mediante cristalografía de rayos X en arqueas . ^{[ 4 ]}

En algunos casos, el trímero central se une a cuatro proteínas adicionales para formar un complejo más grande de siete partes (heptamérico), que es responsable del transporte de ciertos polipéptidos al retículo endoplasmático (RE). ^{[ 6 ]}

El canal tiene una forma distintiva de reloj de arena cuando se observa de lado, con un embudo en ambos extremos. El embudo que da al exterior de la célula u orgánulo está cerrado por un pequeño “tapón” formado por una hélice alfa . En el centro de la membrana hay un anillo de seis aminoácidos hidrofóbicos cuyas cadenas laterales apuntan hacia adentro, formando una barrera selectiva. Cuando comienza la translocación de proteínas, el tapón se desplaza y la nueva cadena polipeptídica pasa del embudo citoplasmático, a través del anillo del poro, y sale por el embudo opuesto. En el caso de las proteínas de membrana, las regiones hidrofóbicas salen por una abertura lateral llamada compuerta lateral, entrando en la capa lipídica circundante y convirtiéndose en segmentos que atraviesan la membrana. ^{[ 4 ]}

En bacterias, SecYEG forma un complejo con SecDF, YajC y YidC. ^{[ 7 ] [ 8 ]} En eucariotas, Sec61 forma un complejo con el complejo de oligosacaril transferasa , el complejo TRAP y la proteína de membrana TRAM (posible chaperona). Para otros componentes, como el complejo de peptidasa señal y el receptor SRP, no está claro hasta qué punto se asocian solo transitoriamente al complejo translocón. ^{[ 9 ]}

En la translocación cotraduccional, el translocador trabaja junto con el ribosoma para que una cadena proteica en crecimiento se mueva directamente desde el ribosoma hacia el canal del translocador. En eucariotas, este proceso comienza cuando una partícula de reconocimiento de señal (SRP) identifica una secuencia señal corta al inicio de la proteína. La SRP detiene la síntesis proteica y dirige el ribosoma al receptor de SRP en el retículo endoplasmático (RE). Una vez que el ribosoma se une, la SRP se libera y la síntesis proteica se reanuda. La nueva proteína se introduce a través del canal Sec61 en forma desplegada, a veces con la ayuda de un mecanismo conocido como trinquete browniano . Una vez que la proteína está completamente sintetizada, una peptidasa de señal corta la secuencia señal corta, liberando la proteína terminada al interior del RE. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

El translocador del RE es un grupo de complejos proteicos conectados, que incluyen Sec61 (el canal), el complejo TRAP y el complejo oligosacaril transferasa (OST), los cuales pueden unir moléculas de azúcar a la nueva proteína a medida que esta ingresa al RE.

Las bacterias utilizan un sistema SRP similar, junto con una chaperona llamada YidC, que es comparable a la proteína TRAM en eucariotas. ^{[ 14 ] [ 10 ]}

El translocador también puede insertar proteínas de membrana en la membrana del RE con la orientación correcta. Esto depende del reconocimiento de las partes hidrofóbicas de la secuencia proteica que se convertirán en hélices transmembrana . Estas hélices son posicionadas por el translocador mediante una combinación de secuencias de parada de transferencia y secuencias señal, con el tapón del canal abriéndose y cerrándose para colocarlas correctamente en la membrana. ^{[ 10 ]}

En eucariotas, la translocación postraduccional depende de BiP y otros complejos auxiliares, incluido el complejo proteico SEC62/SEC63 incrustado en la membrana. En este proceso, Sec63 ayuda a BiP a degradar el ATP, lo que le proporciona a BiP la energía necesaria para unirse a la nueva proteína y "tirar" de ella a través del canal. Esta acción de tracción se repite mediante múltiples moléculas de BiP hasta que la proteína completa se encuentra dentro del compartimento objetivo. ^{[ 10 ]}

En las bacterias, una función similar la realiza SecA , un motor de empuje impulsado por ATP, a veces ayudado por el complejo SecDF en el lado opuesto, que puede arrastrar la proteína a través del canal. ^{[ 15 ]} SecA utiliza un mecanismo de "empuje y deslizamiento": cuando se une al ATP, utiliza una estructura de dedos de dos hélices para empujar una sección de la proteína hacia el canal. Después de que el ATP se descompone en ADP, SecA libera su agarre, permitiendo que la proteína se deslice ligeramente en cualquier dirección. Luego, SecA agarra la siguiente sección de la proteína y repite el ciclo hasta que toda la cadena ha pasado. ^{[ 10 ]}