El ribosoma se lleva el Nobel de química

Publicado online el 7 de octubre de 2009 | Nature | doi: 10.1038/news.2009.981

El ribosoma se lleva el Nobel de química

Tres investigadores comparten el premio por revelar el funcionamiento de la maquinaria celular capaz de fabricar proteínas.
Richard Van Noorden

[El ribosoma se lleva el Nobel de química este año. Laguna Design / Science Photo Library ]

Tres biólogos moleculares que trazaron la estructura y el funcionamiento interno del ribosoma –la maquinaria celular que produce proteínas a partir del código genético– han ganado el Premio Nobel de Química.

Venkatraman Ramakrishnan, que trabaja en el Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica de Cambridge, Reino Unido; Ada Yonath, del Instituto de Ciencia Weizmann en Rehovot, Israel, y Thomas Steitz, de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, se reparten el premio a partes iguales.

“Estoy todavía en estado shock en este momento”, declaró Ramakrishnan poco después de que se anunciase el premio. “Han contribuido tantas personas y el ribosoma es tan importante, que estoy encantado de haber sido uno de los tres.”

[Thomas Steitz, Ada Yonath y Venkatraman Ramakrishnan (de izquierda a derecha) comparten este año en Nobel de química. AP Photo/Douglas Healey, AP Photo/Michael Probst and bnl.gov ]

Los grupos de Ramakrishnan y Steitz utilizaron cristalografía de rayos X de alta resolución para dilucidar las estructuras de diferentes ribosomas –en su mayoría de organismos simples como las bacterias–, que se publicaron a finales de la década de 1990 y principios de 2000. Yonath allanó el camino para estos estudios mediante la creación de los primeros cristales de ribosoma en la década de 1980. De estas estructuras, los investigadores averiguaron cómo el ribosoma sujeta el ARN mensajero (ARNm) –transcrito a partir de ADN– y siguiendo su código obliga a los amino-ácidos a producir proteínas.

¡Obtener el cristal!
El ribosoma –incluso en las bacterias más pequeñas– es una estructura grande y compleja, compuesta por dos subunidades y más de 50 proteínas diferentes. A finales de los setenta, era varias órdenes de magnitud mayor que otras moléculas biológicas de las que se habían obtenido cristales, tales como la hemoglobina y la mioglobina.

“La idea de cristalizar el ribosoma era totalmente escandalosa, pero Ada tenía una creencia muy arraigada de que sabía lo que estaba haciendo”, aseguró Yehiam Prior, jefe de la Facultad de Química del Instituto Weizmann.

Mediante el uso de organismos resistentes con ribosomas particularmente estables –incluyendo las criaturas capaces de vivir en el salado mar Muerto–, Yonath fue capaz de crear cristales tridimensionales de la molécula. Al estudiarlos mediante rayos X, produjo las primeras imágenes borrosas de los ribosomas.

En ese momento, los otros equipos se afanaban en la creación de estructuras con una resolución lo suficientemente alta para determinar la estructura atómica. El equipo de Steitz se centró en la subunidad mayor de la molécula, 50S, que une a los aminoácidos para formar las proteínas, y publicó la primera estructura de resolución atómica en el año 2000¹. “Fueron tiempos muy emocionantes, con gran competencia con otros grupos. Teníamos largas discusiones todos los días”, recordó Nenad Ban, que trabajaba entonces en el laboratorio de Steitz como posdoc, pero ahora está en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich. El grupo de Ramakrishnan, mientras tanto, atacó a la menor subunidad, 30S, que se une al ARNm, trabajo que también culminó en una publicación en el año 2000².

Significado médico
“El ribosoma ya está empezando a mostrar su importancia médica”, señaló Ramakrishnan. Los tres investigadores han publicado los análisis de cómo los antibióticos atacan a las bacterias desestabilizando los ribosomas e impidiéndoles crear proteínas. Nuestros propios ribosomas, que tienen una estructura algo diferente, quedan intactos.

El cloranfenicol, por ejemplo, se une al sitio activo de la subunidad 50S, evitando que se unan los aminoácidos, mientras que la eritromicina “estriñe” al ribosoma bloqueando la vía por la libera la cadena completa de aminoácidos al citoplasma para su plegamiento.

Puesto que las bacterias han desarrollado resistencia a estos antibióticos, nuevas empresas como Rib-X Pharmaceuticals, con sede en New Haven, Connecticut, y del equipo Steitz están utilizando el conocimiento de la estructura del ribosoma para crear nuevos antibióticos, que están actualmente en ensayos clínicos.

Es la tercera vez en siete años que se concede el Nobel de Química a cristalógrafos que han determinado la estructura y la función de una molécula biológica compleja. “Parece ser un tema recurrente”, afirmó Thomas Lane, presidente de la Sociedad Americana de Química. Pero en el fondo esta biología estructural es “fundamentalmente química”, añadió Jeremy Sanders, director de ciencias físicas en la Universidad de Cambridge, Reino Unido, “aunque muchos químicos nunca han oído hablar de estos ganadores”.