Los ribosomas, m¨¢quinas de hacer vida

Los ribosomas, encargados de ensamblar uno a uno los amino¨¢cidos que componen cada prote¨ªna, son los operarios m¨¢s complejos en el proceso de mantener la vida de las c¨¦lulas. Vivimos gracias a que la informaci¨®n heredada de nuestros padres, contenida en el ADN, se convierte en mol¨¦culas, todas las que forman nuestras c¨¦lulas y las hacen funcionar. La informaci¨®n del ADN est¨¢ escrita en un lenguaje que solo entienden varias estructuras -ribosomas, polimerasas, ARNs- que en cada c¨¦lula se dedican a copiar, transcribir y traducir lo que all¨ª se dice para convertirlo en todo el contenido celular, en c¨¦lula viva.

La estructura de los ribosomas no fue f¨¢cil de determinar, est¨¢n compuestos por demasiadas piezas (de prote¨ªna y de ¨¢cido ribonucleico) y, aunque de tama?o submicrosc¨®pico, son demasiado grandes para que las t¨¦cnicas usadas para averiguar la estructura del ADN los pudieran cartografiar. Tras disponer de muchos datos y avances t¨¦cnicos, los equipos de Ramakrishnan, Steitz y Yonath determinaron en el a?o 2000 c¨®mo las distintas piezas encajan en el gran rompecabezas.

El trabajo que Ada E. Yonath inici¨® hacia 1980 fue crucial para conseguir cristales de ribosomas bacterianos con la calidad necesaria para que se obtuvieran buenos datos con las t¨¦cnicas de difracci¨®n de rayos X capaces de revelar el lugar que los ¨¢tomos ocupan en una estructura. Fue dieciocho a?os despu¨¦s cuando el grupo de Thomas A. Steitz obtuvo alguna pista sobre la estructura reconstruyendo la apariencia tridimensional a baja resoluci¨®n de una de las dos subunidades que forman cada ribosoma a partir de im¨¢genes de subunidades congeladas obtenidas al microscopio electr¨®nico. La imagen aproximada de la otra subunidad la obtuvo el grupo de Venkatraman Ramakrishnan, tambi¨¦n en 1998. Al avance tambi¨¦n contribuy¨® la utilizaci¨®n del sincrotr¨®n como una mejor fuente de radiaci¨®n y datos gen¨¦ticos que permitieron obtener algunas variantes de ribosomas que eran m¨¢s f¨¢ciles de observar. Estos resultados iniciales permitieron avanzar con mayor rapidez, y solo pasaron tres a?os m¨¢s para que entre los tres grupos tuvieran una imagen de alta resoluci¨®n del ribosoma completo.

Una de las sorpresas que se descubri¨® al ver la estructura del sitio donde se produce el engarce de un amino¨¢cido con otro es que no es un recept¨¢culo de prote¨ªna, sino que lo que m¨¢s hay all¨ª es ARN, el otro componente de los ribosomas. La observaci¨®n inicial se interpret¨® como que el ribosoma es una ribozima (un ARN catal¨ªtico), y que posiblemente se conserv¨® as¨ª desde el momento en el que la vida se iniciase en un mundo de RNA, en el que este tipo de mol¨¦cula, no solo llevaba la informaci¨®n del ADN de un lado a otro, sino que ten¨ªa un importante papel funcional. Pero los resultados posteriores han aclarado que la actividad del ribosoma deriva de un terceto: uno de sus RNAs, una de sus prote¨ªnas, y otro RNA al que va unido cada amino¨¢cido y que se va quedando en el sitio del ribosoma que ocupa la prote¨ªna naciente seg¨²n crece. C¨®mo se origin¨® la vida parece pues algo m¨¢s complejo de lo que en principio parec¨ªa.

Todas las c¨¦lulas utilizan ribosomas para producir prote¨ªnas, pero nuestros ribosomas son diferentes de los de las bacterias, para empezar son de m¨¢s tama?o. En esas diferencias se basa la acci¨®n de varios antibi¨®ticos, la estreptomicina entre los m¨¢s antiguos y el linezolid entre los m¨¢s nuevos, que bloquean la s¨ªntesis de prote¨ªnas en las bacterias y las matan, mientras que no perjudican a nuestro cuerpo. El 50% de los antibi¨®ticos act¨²a sobre los ribosomas. Conocer su estructura a nivel at¨®mico enseguida permiti¨® determinar muchos detalles sobre c¨®mo funcionan varios antibi¨®ticos y tambi¨¦n sentar las bases para en el futuro encontrar otros nuevos, algo cada vez m¨¢s necesario para tratar a las bacterias que, frente al gran uso y muchas veces el abuso o mal uso de estas medicinas, se han hecho resistentes a los tratamientos m¨¢s comunes.

Miguel Vicente es profesor de Investigaci¨®n en el Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa - CSIC