Novela química paira os que estudaron a estrutura atómica e o funcionamento dos ribosomas

2009/10/07 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia

• Kimika
• Sariak

Os ribosomas participan na síntese de proteínas. O código xenético necesario paira a síntese de proteínas é recolleito mediante un ARN mensaxeiro, que forma cadeas de proteínas con esta información e cos aminoácidos achegados polas moléculas de ARN de transferencia. Son as proteínas imprescindibles paira vivir.

Cristalografía de raios X

Paira coñecer o funcionamento dunha molécula é imprescindible coñecer con precisión a súa estrutura atómica. O mesmo ocorre con estruturas máis complexas que as moléculas, como os ribosomas. Neste sentido, Ada E comezou a finais dos anos 70. Yonath a este traballo. É dicir, ao estudo da estrutura atómica dos ribosomas. Paira iso utilizou a cristalografía de raios X. Esta técnica consiste na emisión de raios X contra ribosomas cristalizados. Estes raios X ao chocar co cristal do ribosoma dispérsanse, representando millóns de puntos no ollo das cámaras dixitais ou no detector CCD. Analizando esta imaxe composta por millóns de puntos, os investigadores poden saber onde se sitúa cada átomo no ribosoma. Con todo, os ribosomas son estruturas complexas formadas principalmente por proteínas e acedos nucleicos, cuxa estrutura atómica non é tarefa fácil de determinar. Componse de dous subunidades, una subunidad pequena e una subunidad grande. Cada una destas subunidades ten miles de átomos. D. Ada Yonath quería coñecer a localización exacta de cada un deles.

Paira lograr este obxectivo empezáronse a cristalizar varios ribosomas e a obter estas imaxes formadas por puntos. A principios da década dos 90 puido observar a posición dos átomos do cristal dun ribosoma. Con todo, atopouse cun problema: paira coñecer con precisión a estrutura atómica do ribosoma era necesario coñecer o ángulo de fase de cada raio dispersado. De feito, esta información matemática indícanos, entre outras cousas, a posición dos átomos no cristal.

Un método habitual paira coñecer estes ángulos de fase é a inmersión destes cristais en átomos pesados como o mercurio. Estes átomos pesados adhírense á superficie do cristal e, por tanto, comparando as imaxes formadas por átomos pesados e sen átomos pesados, os científicos coñecen estes ángulos de fase. Con todo, dado que os ribosomas son moléculas grandes, a determinación inmediata do ángulo de fase ao unirse a eles os átomos pesados era practicamente imposible.

Thomas Steitz solucionou o problema. Este utilizou varias imaxes dos ribosomas recolleitos cun microscopio electrónico e determinou a disposición dos átomos dos ribosomas. Desgraciadamente, as imaxes non tiveron una resolución moi boa e non puideron identificar aos átomos individualmente. Con todo, coa axuda destas figuras e dos átomos pesados, determinou os ángulos de fase.

Una vez superado o problema do ángulo de fase, só quedaba mellorar os cristais e aumentar a recollida de datos paira mellorar a precisión da imaxe. O tres premiados deste ano lográrono de inmediato. En agosto e setembro de 2000 presentáronse diversas estruturas cristalinas que permitían interpretar a estrutura atómica. Thomas Steitz conseguiu determinar a estrutura atómica da gran subunidad do ribosoma do arqueólogo Haloarcula marismortui. D. Ada Pola súa banda, os investigadores Yonath e Venkatraman Ramakrishan obtiveron a estrutura da pequena subunidad do ribosoma da bacteria Thermus thermophilus. Por tanto, viron que era posible determinar a nivel atómico a estrutura e funcionamento dos ribosomas.

Procura de novos antibióticos

Doutra banda, o coñecemento exhaustivo da estrutura e funcionamento do ribosoma abre novas vías. De feito, moitos antibióticos asócianse ao ribosoma bacteriano, impedindo a súa produción proteica. Ademais, moitas destas bacterias desenvolveron resistencia a estes fármacos. Por tanto, é imprescindible atopar novas vías.

No futuro, e tras os pasos dados por este tres investigadores, poderanse deseñar mellores antibióticos na loita contra as bacterias. De feito, o tres centráronse en investigar como se asocian os antibióticos aos ribosomas e xa existen organizacións que utilizan as estruturas dos ribosomas paira desenvolver novos antibióticos.