El ribosoma: Nobel de Química 2009

Ramakrishnan, Steitz y Yonath han sidopremiados con el Nobel de Química de 2009por sus descubrimientos seminales sobre la cristalografía de los ribosomas.Hace nueve años, utilizando técnicas de alta resolución, encontraron larespuesta a cómo los ribosomas intervienen en la síntesis de proteínas. Ademásde su importancia en el conocimiento científico, sus estudios tienen una granrelevancia en la salud, pues han permitido averiguar como funcionan muchosantibióticos y sentar las bases para encontrar otros nuevos. En dos artículosresumimos en el primero, escrito por MiguelVicente, el trabajo que ha merecido el premio y en el segundo la semblanza de uno de los premiados, Ramakrishnan, relatada por su amigo Rafael Giraldo.



Desde la imagen borrosa a la alta definición. La subunidad grande del ribosoma vista desde una resolución baja(1998), de 9 amstrongs a la izquierda, pasando por una resolución media (1999),5 amstrongs en el centro, y llegando (2000) a la alta resolución de 2,4amstrongs a la derecha. Figura procedente de la información científicadisponible en las páginas de la Fundación Nobel.

 

 


 


Máquinas de hacer vida: ribosomas

Este artículo es una versión ampliada delpublicado en EL PAÍS.com el 8 de octubre de 2009.

autor: Miguel Vicente


Los ribosomas, encargados de ensamblar, unoa uno, los aminoácidos que componen cada proteína, son los operarios máscomplejos en el proceso de mantener la vida de las células. Vivimos gracias aque la información heredada de nuestros padres, contenida en el ADN, seconvierte en moléculas, todas las que forman nuestras células y las hacenfuncionar. La información del ADN está escrita en un lenguaje que soloentienden varias estructuras – ribosomas, polimerasas, ARNs – que en cada célulase dedican a copiar, transcribir y traducir lo que allí se dice paraconvertirlo en todo el contenido celular, en célula viva.

La estructura de los ribosomas no fue fácilde determinar, cada uno está formado por dos subunidades de distinto tamaño. Enla de mayor tamaño es donde ocurre la reacción que añade un nuevo aminoácido alanterior, mientras que la menor asiste en la colocación correcta de todos losingredientes para que cada uno ocupe el lugar preciso. Los ribosomas estácompuestos por demasiadas piezas (de proteína y de ácido ribonucleico) y,aunque de tamaño submicroscópico, también son demasiado grandes para que lastécnicas usadas para averiguar la estructura del ADN los pudieran cartografiar.Tras disponer de muchos datos y avances técnicos, los equipos de Ramakrishnan,Steitz y Yonath determinaron el año 2000 cómo las distintas piezas encajan enel gran rompecabezas.


 

 Localización de ribosomas en una célulacon núcleo (eucariótica). En las células, ya sean bacterias (procarióticas) o eucarióticas, losribosomas son los encargados del último paso de la expresión de los genes, elconjunto de procesos para convertir la información contenida en el ADN en lasproteínas que realizan las diversas funciones que la mantienen viva. En las célulaseucarióticas, los ribosomas  (las bolitas de color más oscuro) son muy abundantes en asociación con un complejosistema de membranas, el retículo endoplásmico, que facilita la comunicaciónespacial.

 El trabajo que Ada Yonath inició hacia 1980 fue crucial para conseguir cristales de ribosomas bacterianos con la calidadnecesaria para que se obtuvieran buenos datos con las técnicas de difracción derayos X capaces de revelar el lugar que los átomos ocupan en una estructura.Fue dieciocho años después cuando el grupo de Steitz obtuvo alguna pista sobrela estructura reconstruyendo la apariencia tridimensional a baja resolución deuna de las dos subunidades que forman cada ribosoma a partir de imágenes desubunidades congeladas obtenidas al microscopio electrónico. La imagenaproximada de la otra subunidad la obtuvo el grupo de Ramakrishnan, también en1998. Al avance también contribuyó la utilización del sincrotrón como una mejorfuente de radiación y datos genéticos que permitieron obtener algunas variantesde ribosomas que eran más fáciles de observar. Estos resultados inicialespermitieron avanzar con mayor rapidez, en sucesivas publicaciones se fuemejorando la resolución de las imágenes y solo pasaron tres años para que entrelos tres grupos tuvieran una imagen de alta resolución del ribosoma completo.

 

 

Todas las células utilizan ribosomas paraproducir proteínas, pero nuestros ribosomas son diferentes de los de lasbacterias, para empezar son de más tamaño. En esas diferencias se basa laacción de varios antibióticos, la estreptomicina entre los más antiguos, que seusó para combatir la tuberculosis, y el linezolid entre los más nuevos, quebloquean la síntesis de proteínas en las bacterias y las matan, mientras que noperjudican a nuestro cuerpo. Más o menos la mitad de los antibióticos que hoyen día tenemos actúa sobre los ribosomas. Conocer su estructura a nivel atómicoenseguida permitió determinar muchos detalles sobre cómo funcionan variosantibióticos y también sentar las bases para en el futuro encontrar otrosnuevos, algo cada vez más necesario para tratar a las bacterias que frente algran uso, y muchas veces el abuso o mal uso de estas medicinas se han hechoresistentes a los tratamientos más comunes.

 

Venkatraman Ramakrishnan: premio Nobel de Química 2009

 

autor: Rafael Giraldo

 

La concesión de los Nobel,primero el de Medicina, y tras él el de Química es un acontecimiento que alllegar el otoño mantiene en vilo a los investigadores de todo el mundo. A vecestenemos la suerte de no enterarnos por la prensa, ocurre cuando le dan el Nobela un amigo. Rafael Giraldonos relata cómo se enteró el pasado miércoles de que este año el Nobel deQuímica fue para

su amigo Venkatraman Ramakrishnan.

 Anteayer* llegó Israel Sánchez Fernández al laboratorio de Venkatraman Ramakrishnan en Cambridge, trasfinalizar en el Centro de Investigaciones Biológicas su Tesis doctoral,con Antonio Romero y Guillermo Giménez, en temas de cristalografía.Israel es un joven investigador excelente al que yo habíarecomendado hacer una estancia postdoctoral con Venki, amistosamente lellamamos Venki, hasta en la página web de su institución aparece con ese nombre…A primera hora de ayer recibí un mensaje suyo, diciéndome que, en unos minutos,anunciarían que mi amigo Venki Ramakrishnan había sido galardonado con el Nobelde Química de este año…¡Estoy aún emocionado!
 


Conozco a Venki desde que enCambridge compartimos laboratorio (junto con los miembros del equipo de AaronKlug) durante una estancia sabática suya en el Laboratorio de BiologíaMolecular (el LMB)que duró todo el año 1992, coincidiendo con mi primer año de postdoctoral allí.De hecho, cometí uno de los peores errores de mi carrera científica cuando noacepté su insistente oferta de irme con él a Utah al terminar mi postdoctoralen el Reino Unido… en su lugar me volví a Madrid. ¡¡¡Hubiera puesto mis manosen una historia que ya “olía” a ser de premio Nobel!!!.

 

Estructura cristalina tridimensional del ribosoma de la bacteria Thermus termophilus. Al tratarse de una bacteria, su ribosoma es del tamaño 70S(es el valor que da una medida indirecta del tamaño, derivada de cómode rápidamente sedimentan las partículas según sea su masa), y estáformado por dos subunidades de 50S la mayor y de 30S la menor. El valor medido por sedimentación no solo depende de la masa sino del volumen y forma de la partícula resultante, por eso el tamaño aparente del ribosoma completo no alcanza la suma de las dos subunidades. Los ribosomas de nuestras células son mayores, 80S. La estructura, resuelta por el grupo de V. Ramakrishnan, muestra en color violeta las moléculas de ARN, mientras que en verde se muestran las proteínas asociadas a la subunidad mayor (50S) y en azul las que lo están a la menor (30S). 
REFERENCIA: Voorhees R.M., Weixlbaume  r A., Loakes, D. Kelley, A.C., Ramakrishnan; V. (2009) Insights into substrate stabilization from snapshots of the peptidyl transferase center of the intact 70S ribosome. Nat. Struct, Mol. Biol. 16: 528-533.
 

A Venki lo invité a dar una conferencia en el antiguo edificio del CIBjusto antes de la mudanza en 2004 a nuestro nuevo edificio, precisamente para,en recuerdo de David Vázquez, tener la ciencia de ribosomas, a su más alto nivel, devuelta en nuestro Instituto: para mi sorpresa, la mayoría del personal ignorabalas hazañas de nuestro compatriota en ese campo… Como muestra, un botón: nohay más que echarle un vistazo al artículo en la revista Cell de los de Cambridge en 2000, vamos, uno de los artículosdel Nobelde Venki. En el forzosamente escueto listado de referencias hay tres detrabajos de David. Después, en 2006, cuando estuve en la organización delsegundo congreso de la FEMS en Madrid,participó en un simposio que organicé, titulado “Las máquinas macromolecularesmicrobianas”**, en el que él, nuevamente, brilló especialmente.

Venki es una persona modesta,sencilla y encantadora en el trato. Siempre ha podido controlar ese lado oscuroque se manifiesta cuando un científico es consciente de estar en “la grancarrera del Nobel”. Tiene un agudo sentido del humor y una forma muy abierta deencarar todo tipo de situaciones. Habla español desde su época de estudiante enlos Estados Unidos… lo que aprovecha para escribirme sus mensajes en nuestralengua. Recientemente superó exámenes de perfeccionamiento del español. Esvegetariano estricto (¡algún defecto tenía que tener!: no conseguí ni queprobara el “arroz abanda” del restaurante St. James
!). Su mujer, VeraRosenberry, es una de las más prestigiosas autoras e ilustradoras americanas deliteratura infantil.Al menos uno de sus dos hijos ha seguido la carrera artística, siendo ya unreputado violoncelista.


Por cierto, es un placer añadidoque el Nobel de Medicinahaya caído en manos de quienes fundaron la biología molecular de los telómeros,mi tema de trabajodurante aquellos años de postdoctoral en Cambridge.

¡Ah!… Great times, greatplace, great Science!


* El martes 6 de octubre de 2009
**
The microbial macromolecular machines: Linking structure and function in Microbiology.

 

 

Una de las sorpresas que se descubrió al verla estructura del sitio donde se produce el engarce de un aminoácido con otroes que no es un receptáculo de proteína, como sucede con la mayor parte de lasmoléculas catalíticas, las enzimas, que poseen las células, sino que lo que máshay allí es ARN, el otro componente de los ribosomas. La observación inicial seinterpretó como que el ribosoma es una ribozima (un ARN catalítico), y queposiblemente se conservó así desde el momento en el que la vida se iniciase enun mundo de RNA, en el que este tipo de molécula, no solo llevaba lainformación del ADN de un lado a otro, sino que tenía un importante papelfuncional. Pero los resultados posteriores han aclarado que la actividad delribosoma deriva de un terceto: uno de sus RNAs, una de sus proteínas, y otroRNA al que va unido cada aminoácido y que se va quedando en el sitio delribosoma que ocupa la proteína naciente según crece. Cómo se originó la vidaparece pues algo más complejo de lo que en principio parecía.
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Comentarios

según el Dr. Brown aquí hay

otra razones por las que no se necesitan recortes en P+I+D+A:

http://www.ellibrepensador.com/2009/10/10/el-consultorio-del-dr-brown-i/

[...] que inhibe la síntesis de las proteínas bloqueando la función de los ribosomas. Los ribosomas son estructuras presentes en todas las células vivas, su función es interpretar la información [...]

su defecto es ser vegetariano? no le veo ningun defecto al contrario diria yo.

[...] parto, y de los niños poco después del alumbramiento. Esta región es una zona de un RNA de los ribosomas que se usa para identificar la bacteria de la que procede sin necesidad de cultivarla. Los [...]

[...] parto, y de los niños poco después del alumbramiento. Esta región es una zona de un RNA de los ribosomas que se usa para identificar la bacteria de la que procede sin necesidad de cultivarla. Los [...]

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