La ubiquitina es un tipo de proteína que se encuentra en las células eucariotas. Las células eucariotas tienen un núcleo celular y se encuentran en humanos, animales, plantas y hongos. Dentro de las células, las proteínas se sintetizan y descomponen o degradan continuamente, y el sistema de ubiquitina ayuda a regular la renovación de esta proteína. La ubiquitina se adhiere a las proteínas que se van a degradar, marcándolas de forma eficaz. Luego, las proteínas se llevan a una estructura llamada proteasoma donde tiene lugar la degradación.
Las proteínas están formadas por unidades llamadas aminoácidos y 76 aminoácidos forman la pequeña proteína ubiquitina. La secuencia de estos aminoácidos no cambia mucho en diferentes organismos, por lo que la ubiquitina de levadura y la ubiquitina humana solo contienen alrededor de tres diferencias de secuencia. La ubiquitina recibe su nombre de la palabra ubicua, que se refiere a algo que se encuentra en todas partes. De acuerdo con su nombre, la ubiquitina no se limita a una parte de la célula, sino que está presente en todas partes. El sistema de ubiquitina participa en muchos procesos celulares en los que se produce la modificación de proteínas, incluido el crecimiento, la división y la muerte de las células, y la copia y reparación del ADN.
Antes de que el sistema de ubiquitina pueda comenzar a funcionar, se debe activar la ubiquitina. Este paso requiere energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP), una estructura que transporta energía química dentro de la célula. La energía es necesaria para permitir que una enzima llamada E1 active la ubiquitina.
A continuación, dos enzimas más del sistema de ubiquitina, conocidas como E2 y E3, actúan juntas para unir la ubiquitina a la proteína diana. Se cree que la E3 también ayuda a identificar la proteína, y luego se le pueden unir una o más moléculas de ubiquitina. Se desconoce la señal que marca una proteína para que sea reconocida por el sistema de ubiquitina, aunque los científicos creen que ciertos aminoácidos pueden ser los responsables, algunos de los cuales pueden permanecer ocultos a menos que la proteína se despliegue o participe en una reacción.
Finalmente, la proteína con su etiqueta de ubiquitina se transfiere a un proteasoma para su degradación. Algunos científicos piensan que la ubiquitina ayuda a mantener la proteína unida al proteasoma mientras se produce la degradación, evitando que se rompa demasiado pronto. Los proteasomas son máquinas de degradación de proteínas cilíndricas que consisten en una pila de anillos. Los anillos en cada extremo del cilindro están inactivos mientras que los anillos centrales están activos y encierran una cámara en la que se descomponen las proteínas. Las tapas en ambos extremos del cilindro se adhieren a la ubiquitina y dirigen las proteínas a la cámara para su degradación.