MADRID, 27 Jun. (EUROPA PRESS) -
Científicos de la Universidad de California, en Santa Cruz (Estados Unidos), han atrapado el ribosoma, una máquina molecular productora de proteínas esenciales para la vida, en un estado de transición clave. Por primera vez, los investigadores pueden ver cómo el ribosoma realiza los movimientos mecánicos precisos necesarios para traducir el código genético en las proteínas sin cometer errores.
"Esto es algo que todo el campo ha estado persiguiendo durante la última década", dijo Harry Noller, profesor de Biología Molecular de la Universidad de California Santa Cruz. "Hemos atrapado al ribosoma en medio de su movimiento durante la translocación, que es lo más interesante, profundo y complejo que hace el ribosoma", añade.
La descripción de los ribosomas es importante no sólo debido a su papel crucial como fábricas de proteínas de todas las células vivas, sino también por que muchos antibióticos trabajan concentrándose en los ribosomas bacterianos. La investigación sobre los ribosomas de Noller y otros expertos ha llevado al desarrollo de nuevos antibióticos contra las bacterias resistentes a los fármacos.
El laboratorio de Noller es conocido por su trabajo pionero para elucidar la estructura atómica del ribosoma, que está hecha de largas cadenas de ARN y proteínas entrelazadas juntas en plegamientos complicados. Mediante el uso de cristalografía de rayos X, su grupo ha demostrado el ribosoma en diferentes conformaciones, ya que interactúa con otras moléculas. El nuevo estudio, dirigido por el investigador postdoctoral Jie Zhou, se publica en la edición de este viernes de la revista 'Science'.
Para hacer una nueva proteína, las instrucciones genéticas se copian de la primera secuencia de ADN de un gen a una molécula de ARN mensajero. El ribosoma a continuación, "lee" la secuencia en el ARN mensajero, combinando tres letras "codón" del código genético con un bloque de construcción de una proteína específica, uno de 20 aminoácidos. De esta manera, el ribosoma construye una molécula de proteína con la secuencia exacta de los aminoácidos especificados por el gen.
El emparejamiento de los codones para los aminoácidos se realiza a través de moléculas de ARN de transferencia, cada una de las cuales lleva un aminoácido específico al ribosoma y los alinea con el codón correspondiente en el ARN mensajero.
VELOCIDAD
"La gran pregunta ha sido cómo el ARN mensajero y el ARN de transferencia se mueven sincrónicamente a través del ribosoma que el ARN mensajero traduce en proteínas --dijo Noller--. Los ARN de transferencia son grandes macromoléculas y el ribosoma tiene partes que le permiten moverse a través de ellos rápidamente y con precisión a una velocidad de 20 por segundo en movimiento".
El paso clave, llamado translocación, se produce después de que se forme el enlace que une un nuevo aminoácido a la cadena creciente de proteína. El ARN de transferencia a continuación, deja atrás el aminoácido y se mueve al siguiente sitio en el ribosoma, junto con un movimiento sincrónico del ARN mensajero para llevar el siguiente codón y su aminoácido asociado a la posición para la formación de enlaces. El nuevo estudio muestra que el ribosoma está en medio de un paso clave en este proceso.
"Esto nos da instantáneas del estado intermedio en el movimiento --dijo Noller--. Ahora podemos ver cómo el ribosoma hace un movimiento de rotación de la subunidad pequeña y podemos ver lo que parecen ser las "garras" de un mecanismo de trinquete".
Muchos antibióticos interfieren con la función del ribosoma bacteriano al prevenir o retardar este movimiento por translocación, por lo que la comprensión de los detalles estructurales y dinámicos de este movimiento podría ayudar a los investigadores a diseñar nuevos antibióticos.
"Este es uno de los movimientos más fundamentales de toda la biología, en la raíz de todo el mecanismo para la traducción del código genético, y ahora se entiende todo el camino hasta el nivel molecular", celebró el principal autor de este hallazgo.