La biología es la ciencia de las diferencias y las similitudes. En esta oportunidad, vamos a introducir y vislumbrar una estructura que es indispensable para cualquier organismo, cualquiera sea su complejidad. Por supuesto, estamos hablando de los ribosomas.
Los ribosomas, obreros moleculares de la vida
Por:Univision
Los ribosomas no son simples moléculas. Tampoco son estructuras de membrana como las famosas mitocondrias o el núcleo celular (ambos considerados organelos), sino que son más bien un intermedio: un complejo macromolecular. En rigor, se los consideran ribonucleoproteínas, ya que están conformados tanto por ARN (ácido ribonucleico) y proteínas, pero no nos mareemos con tecnicismos o jerga científica y viajemos juntos por el torrente celular.
Traductores por naturaleza
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Si están presentes en cantidades industriales tanto en una bacteria como en una célula muscular de un mamífero, entonces los ribosomas deben tener una función vital. Y sí que la tienen. La información genética que define a un ser vivo está codificada en la famosa molécula de ADN: la doble hélice.
La clave de la información está en el orden secuencial de los bloques que conforman a la molécula de ADN. Así, algunas enfermedades genéticas surgen porque ese orden se ve desacomodado, habiendo menos o más bloques de lo normal. La molécula de ADN es realmente magistral, pero en sí misma es una molécula inerte, necesita de otros compañeros moleculares para expresarse y así llevar a cabo las funciones celulares.
Los ribosomas no son ni más ni menos que intermediarios: son los encargados de leer información genética y traducirla en información proteica. Recordemos que son las proteínas las encargadas de realizar todos los quehaceres celulares, ya sea catalizar reacciones, transportar moléculas, promover y llevar a cabo la división celular, entre muchísimas otras funciones.
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Entonces, los ribosomas se encargan de leer un lenguaje, interpretarlo y traducirlo en otro completamente diferente. Este proceso de traducción en realidad no lo hace sobre la molécula de ADN, sino sobre un intermediario mucho más corto, el cual se denomina transcripto.
El lenguaje genético está formado por cuatro componentes (cuatro letras si se quiere), mientras que el lenguaje de las proteínas está formado por 20, es decir, la naturaleza de estos lenguaje es totalmente diferente. La dilucidación de este intrincado sistema derivó en lo que se conoce como el código genético, descubierto allá por la década del 60. El código genético es la correspondencia entre ambos lenguajes mencionados. Resulta impresionante que este sistema fue conservado a lo largo de la evolución. A fin de cuentas, compartimos el mismo lenguaje genético con todos los seres vivientes.
Para los interesados en comprender los mecanismos de este proceso, aquí les dejo un breve tutorial. Siéntanse libre de chequearlo, a veces la naturaleza es más simple de lo que creemos.
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Un gran soldado de la evolución
La evolución ha logrado milagros. El ribosoma es sin dudas uno de ellos, ya sea por su intrincada estructura o su ubicuidad. Existen dos grandes grupos de ribosomas: aquellos propios de los organismos procariotas (células sin núcleo, simples) y aquellos hallados en eucariotas (células con núcleo, complejos).
Si bien ambos cumplen las mismas funciones y operan de manera semejante, sus estructuras moleculares difieren. Estas propiedades le iluminó la lamparita a los biólogos interesados en reconstruir árboles de parentesco entre especies evolutivamente muy distanciadas.
Piensen en un árbol de la vida ideal, esto es: un árbol evolutivo donde se muestre las relaciones de parentesco entre todas las especies que habitan la Tierra, sea un paramecio, una estrella de mar o un humano. Esto es virtualmente imposible, ni siquiera se tiene noción de la cantidad de especies que hay en nuestro planeta.
No obstante, se han obtenido arboles evolutivos teniendo en cuenta representantes de grupos altamente divergentes. Esto se llevó a cabo a través del análisis molecular de secuencias de ADN. ¿Qué secuencias se utilizaron? Aquellas que codifican para los ribosomas.
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El principal target de los antibióticos
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Los antibióticos son compuestos químicos empleados para eliminar microorganismos, principalmente bacterias. Alrededor de la mitad de los antibióticos actúan a través de la inhibición de los ribosomas bacterianos, los cuales, como ya mencionamos, son diferentes en su composición a los ribosomas de organismos complejos.
Los científicos, desde el descubrimiento de la penicilina, buscaron fisuras donde atacar a los microorganismos, minimizando al mismo tiempo los potenciales efectos secundarios que podrían generar en la salud de las personas.
En este sentido, el conocimiento de la estructura diferencial de los ribosomas en bacterias y en mamíferos resultó de gran utilidad. Algunos ejemplos conocidos, probablemente usado por cualquier de nosotros alguna vez, incluyen las tetraciclinas y la eritromicina.
Las primeras bloquean la unión entre el ribosoma y otra molécula clave para la concatenación de los bloques aminoacídicos que conforman la proteína. La eritromicina en cambio interacciona de manera específica a la subunidad 50S del ribosoma, reduciendo su actividad catalítica. El uso sistemático de este tipo de antibióticos favorece el surgimiento de bacterias resistentes, tópico para nada menor y que asusta a la industria farmeceútica.
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Premio Nobel de Química
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Hace relativamente poco, en el 2009, galardonaron a tres científicos por la dilucidación de la estructura atómica del ribosoma. Uno de ellos fue Thomas Steitz, quien hace 15 años obtuvo la primer estructura a nivel atómico de la subunidad menor del ribosoma procariota. Además de ser un pionero en el modelado tridimensional de estructuras complejas, su descubrimiento permitió entender en detalle el mecanismo de traducción de proteínas.
Por otra parte, la israelí Ada Yonath también fue fundamental a raíz de sus trabajos avocados a la cristalización de los ribosomas, hace más de 30 años. La cristalización y difracción de rayos X son técnicas clásicas para indagar estructuras tridimensionales. El más joven de los tres galardonados fue Venki Ramakrishnan, nacido en India y naturalizado estadounidense. Actualmente es uno de los principales investigadores del tema. Descubrió la estructura molecular del a subunidad menor al mismo tiempo que Steitz.
- Ver más: «Premio Nobel de Química 2009»
Sin dudas a estos tres grandes científicos le debemos gran parte de lo que sabemos sobre estos singulares obreros moleculares. Sin embargo todavía hay mucho por socavar. El motor de la ciencia son las preguntas: las inquietudes. Los sistemas biológicos son complejos, los ribosomas son solo un eslabón para establecer la clave que caracteriza al mundo vivo: el orden. Quizá también te interese conocer: « Los últimos 10 ganadores del Premio Nobel de Química»