7.2.2 ESTRUCTURA RIBOSOMAL

7.2.2 ESTRUCTURA RIBOSOMAL

Los ribosomas están en todas las células vivas. Son complejos supramoleculares encargados de la síntesis de proteínas, en un proceso conocido como traducción (Figura 1). La información necesaria para esa síntesis se encuentra en la información genética que les llega del ADN en forma de ARN mensajero (ARNm), cuya secuencia de nucleótidos determina la secuencia de aminoácidos de la proteína. Se conoce que la proteína es una cadena formada por aminoácidos. Entre los seres vivos se han identificado hasta ahora 22 aminoácidos, aunque los más usuales son sólo 20.

 Figura 1. Ribosoma durante la traducción. 

 

Debido a que los ribosomas ocupan un lugar central en la vida, por muchos años los científicos alrededor del mundo estuvieron tratando de descubrir su funcionamiento, pero sin conocer su estructura espacial era difícil plantear una explicación comprensible. Para revelar una estructura tridimensional de una sustancia a nivel molecular se requiere la formación de cristales, pero cuando se ensayaba con los ribosomas, encontraban desafíos inherentes debido a la complejidad de su estructura.

La estructura de los ribosomas es extraordinariamente intrincada; es inusualmente flexible, inestable y carente de simetría interna, todo esto hacía que su cristalización fuera una tarea extremadamente complicada. Ada Yonath, cristalografía israelí y como investigadora del Instituto Weismenn de Ciencia de la Universidad Hebrea de Jerusalén, dedicó cerca de 20 años en dilucidar aspectos concernientes a los procesos de biosíntesis proteica en células vivas. Fue galardonada con el Premio Nobel de Química en el año 2009 por sus estudios pioneros sobre la estructura y la función de los ribosomas. Fue un artículo sobre hibernación de los osos polares que Ada leyó, a partir del cual, empezó su investigación. Su hipótesis era que para mantener la actividad ribosomal por un largo tiempo, los ribosomas podían encontrarse ordenadamente empaquetados en las células, en forma intacta y potencialmente funcionales durante meses. 

A mediados de 1980 el grupo de investigación de Ada Yodath visualizó un método que abarcaba la subunidad-ribosomal grande y propusieron, sobre la base de trabajos bioquímicos anteriores, que era el camino por el cual la proteína naciente progresa a medida que se forma hasta que emerge el ribosoma. Durante la investigación, fue desarrollándose una serie de nuevas técnicas que hoy son ampliamente utilizados en los laboratorios de biología estructural en todo el mundo. Una de ellas es la crio-bio-cristalografía que consiste en exponer el cristal a temperaturas extremadamente bajas –185°C, para minimizar la disgregación de la estructura cristalina bajo el bombardeo con rayos X. Gracias a los avances en cristalografía y a las facilidades desarrolladas en la detección e identificación de las señales en la difracción de rayos X, se mejoró la resolución de la técnica de crio-bio-cristalografía. A finales de los noventa, se logró el primer mapa de densidad electrónica de una subunidad pequeña del ribosoma. 

Entre los años 2000 y 2001 se publicó la primera estructura tridimensional completa de las dos subunidades que conforman el ribosoma de una bacteria. Estos descubrimientos fueron el producto de 20 años de investigación, aun así se estuvo bastante lejos de entender al ribosoma. Con la nueva visión interna de la estructura ribosomal, se comenzó a tratar de explicar la acción del ribosoma y cómo los antibióticos podían bloquear esa acción en los ribosomas de las bacterias, inhibiendo su actividad. Luego de muchos ensayos con antibióticos se encontró que las drogas se enlazaban en unos “bolsillos” específicos en la estructura del ribosoma, localizados en o cerca al sitio activo, de esta manera podían evitar la síntesis de proteínas en el centro activo. Hoy en día, estos descubrimientos han permitido controlar muchas enfermedades.