¿Merece la molécula del ribosoma ser el descubrimiento más destacado de 2023 (o de cualquier año)?
El ribosoma, la fábrica de proteínas de la vida, ha sido el protagonista de una investigación revolucionaria que ha revelado su estructura y funcionamiento con un nivel de detalle sin precedentes. ¿Qué implica este hallazgo para la biología molecular y la medicina?
María Dolores Pérez Caballero
Bioquímica
El ribosoma juega un papel fundamental en el desarrollo de las proteínas. Las proteínas son la base constitutiva de tu organismo. Aportan la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo. Su descubrimiento fue de todo, menos sencillo. Además, la historia entorno a su descubridor, el Dr. Ramakrishnan, y como llegó a culminar su trabajo en un premio Nobel, es apasionante.
Pero, como diría Jack el destripador, vayamos por partes. Antes de que te contemos la emocionante historia de cómo el microbiólogo galardonado con el premio Nobel de química en 2009, el Dr. Ramakrishnan, descubrió el ribosoma; proceso en el que te adelantamos que hubo contratiempos, desvíos y momentos de duda para el investigador que ayudó a resolver la estructura de la molécula más importante de la biología hasta ese momento, te pondremos en antecedentes.
¿Qué es un ribosoma?
Es la maquinaria molecular, en forma de molécula constituida por dos subunidades, en la que se producen moléculas de proteínas grandes y complejas.
¿Qué es un ribosoma? Foto: Istock
Es donde el código genético se convierte en proteínas, que a su vez serán las que formen la estructura que dará lugar a un organismo.
¿Por qué es tan importante esta molécula?
Porque todo lo que hay en la célula es producido por el ribosoma o por enzimas que a su vez son producidas por el ribosoma. Es decir, Las proteínas, que son la base constitutiva de tu organismo, son los ladrillos que proporcionan la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos de tu cuerpo.
En Bioquímica, el binomio estructura-función está estrechamente relacionado entre sí y tiene una gran relevancia biológica.
¿Cuál es su papel en la síntesis de proteínas?
En el paradigma de la Biología Molecular, el ADN se transcribe a ARN mensajero (ARNm). Y posteriormente se produce la traducción del ARN mensajero a Proteínas. Es una fase clave de la expresión génica, en la cual la información contenida en el ADN (y posteriormente transformada en ARNm) se utiliza para sintetizar una cadena de aminoácidos, que luego se pliega para formar una proteína funcional. Este proceso tiene lugar en los ribosomas. Durante la traducción, los ribosomas leen el código de nucleótidos del ARNm y ensamblan la secuencia correspondiente de aminoácidos para formar la proteína específica codificada por ese gen.
Historia del descubrimiento del ribosoma
Durante una conferencia en la Universidad de Utah, el propio científico divertía a su público comentando amistosamente que “si de verdad quieres ver mundo, entonces estudia el ribosoma”. Haciendo alusión a los muchos viajes que tuvo que hacer para llevar a cabo la investigación.
El Dr. Ramakrishnan, y su familia también, viajaron desde su casa en la India a Ohio y a San Diego, antes de comenzar su trabajo postdoctoral con Peter Moore en la Universidad de Yale en Connecticut, y luego de un año en Cambridge, Inglaterra, fueron a Utah, donde estuvo en la facultad de bioquímica durante más de cuatro años. De Utah regresó a Cambridge, Inglaterra, al Laboratorio de Biología Molecular donde actualmente es líder de grupo.
La carrera para resolver la estructura del ribosoma se convirtió en una competencia entre cuatro laboratorios y se centró en asegurar el nivel correcto de detalle para ver cómo funcionaba realmente el ribosoma, utilizando para ello la tecnología de rayos X y también, eventualmente, la cristalografía.
Dr. Ramakrishnan. Foto: Wikimedia Commons
Como hemos comentado, hay una relación directa entre estructura y función, de ahí la importancia de describir con el máximo detalle posible la estructura de esta molécula.
Quince años después de los primeros cristales, todavía no había avances aparentes hacia la determinación de la estructura real del ribosoma. En Utah, Ramakrishnan y su laboratorio se centraron en lo que anteriormente se había identificado como la subunidad más pequeña del ribosoma.
Pero no fue hasta su regreso al Reino Unido que se logró el objetivo de empaquetar cristales de resolución atómica de las dos subunidades del ribosoma. Con la ayuda de la microscopía electrónica y de los aceleradores de partículas circulares conocidos como sincrotrones utilizados por su equipo y sus colegas de Yale.
Finalmente, hubo suficientes detalles como para aventurar un “misión cumplida”, y en 2009 Ramakrishnan, ahora elegido miembro de la Royal Society, compartió el premio Nobel de química con Thomas A. Steitz y Ada Yonath por su investigación sobre la estructura y función de los ribosomas.
En 2012 fue nombrado caballero.
Enseñanzas vitales que comparte el autor
En palabras del propio Dr. Ramakrishnan:
“Mantened abiertas diferentes opciones, incluso si eso significa aprender técnicas completamente nuevas, mudarse o incluso cambiar de campo.
Nunca tengas miedo de pedir ayuda o mostrar tu ignorancia.
Habla con la gente, pero no todo el tiempo.
Fueron necesarios de diez a quince años tomando instantáneas del ribosoma para obtener un juego completo de imágenes en movimiento, con una resolución atómica que pudiera ensamblarse como un rompecabezas.”
Finalmente, los biólogos pudieron ver y representar el largo y enigmático proceso que tiene lugar desde el modelo del ADN hasta la proteína: dónde entró exactamente el ARNm, cómo se unieron otras proteínas y dónde salió la cadena de aminoácidos del ribosoma.
Venki Ramakrishnan se despide de su auditorio con una interesante reflexión:
“Durante el tiempo que me han estado escuchando, los miles de ribosomas en cada una de tus células han estado produciendo decenas de miles de proteínas mientras hablamos."
Además de una revolución científica y un gran hito en las ciencias de la vida, la humildad y calidad humana del Doctor Venki Ramakrishnan, hacen de esta historia un Best seller de la ciencia moderna. Y al igual que unos buenos vaqueros, que no pasan nunca de moda, se merece ser catalogado como el descubrimiento atemporal más destacado de la rama científica.
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Referencias:
Ramakrishnan, V. (2002). Ribosome structure and the mechanism of translation. Cell, 108(4), 557-572.
Schmeing, T. M., & Ramakrishnan, V. (2009). What recent ribosome structures have revealed about the mechanism of translation. Nature, 461(7268), 1234-1242.
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