¿Quién descubrió la estructura del ribosoma?

Los ribosomas son conocidos como los productores de proteínas de todas las células. Las proteínas controlan y construyen vida.

Por lo tanto, ribosomas son esenciales para la vida. A pesar de su descubrimiento en la década de 1950, los científicos tardaron varias décadas en dilucidar realmente la estructura de los ribosomas.

TL; DR (demasiado largo; No leí)

Los ribosomas, conocidos como las fábricas de proteínas de todas las células, fueron descubiertos por primera vez por George E. Palade. Sin embargo, la estructura de los ribosomas fue determinada décadas más tarde por Ada E. Yonath, Thomas A. Steitz y Venkatraman Ramakrishnan.

Los ribosomas reciben su nombre del "ribo" del ácido ribonucleico (ARN) y "soma", que en latín significa "cuerpo".

Los científicos definen los ribosomas como una estructura que se encuentra en las células, uno de varios subconjuntos celulares más pequeños llamados orgánulos. Los ribosomas tienen dos subunidades, una grande y otra pequeña. El nucléolo forma estas subunidades, que se unen.

Algunos ribosomas flotan entre los citoplasma de la celda, mientras que otros se adhieren a la retículo endoplásmico (RE). El retículo endoplásmico tachonado de ribosomas se llama retículo endoplasmático rugoso (RER); la retículo endoplasmático liso (SER) no tiene ribosomas unidos.

Dependiendo del organismo, una célula puede tener varios miles o incluso millones de ribosomas. Los ribosomas existen tanto en células procariotas como eucariotas. También se pueden encontrar en bacterias, mitocondrias y cloroplastos. Los ribosomas son más frecuentes en las células que requieren una síntesis de proteínas constante, como las células del cerebro o del páncreas.

Algunos ribosomas pueden ser bastante masivos. En eucariotas, pueden tener 80 proteínas y estar formadas por varios millones de átomos. Su porción de ARN ocupa más masa que su porción de proteína.

Los ribosomas toman codones, que son series de tres nucleótidos, del ARN mensajero (ARNm). Un codón sirve como plantilla del ADN de la célula para producir una determinada proteína. Los ribosomas luego traducen los codones y los emparejan con un aminoácido de transferir ARN (ARNt). Esto se conoce como traducción.

El ribosoma tiene tres sitios de unión de tRNA: un aminoacilo sitio de unión (sitio A) para unir aminoácidos, un peptidilo sitio (sitio P) y un Salida sitio (sitio E).

Después de este proceso, el aminoácido traducido se construye sobre una cadena de proteínas llamada polipéptido, hasta que los ribosomas completen su trabajo de producir una proteína. Una vez que el polipéptido se libera en el citoplasma, pasa a convertirse en una proteína funcional. Este proceso es la razón por la que los ribosomas a menudo se definen como fábricas de proteínas. Las tres etapas de la producción de proteínas se denominan iniciación, alargamiento y traducción.

Estos ribosomas en forma de máquina funcionan rápidamente, contiguos a 200 aminoácidos por minuto en algunos casos; los procariotas pueden agregar 20 aminoácidos por segundo. Las proteínas complejas tardan unas horas en ensamblarse. Los ribosomas producen la mayoría de los aproximadamente 10 mil millones de proteínas en las células de los mamíferos.

Las proteínas completas pueden, a su vez, sufrir más cambios o plegamiento; se llama modificación post-traduccional. En eucariotas, el Aparato de Golgi completa la proteína antes de que se libere. Una vez que los ribosomas terminan su trabajo, sus subunidades se reciclan o desmantelan.

George E. Palade descubrió por primera vez los ribosomas en 1955. La descripción de los ribosomas de Palade los describió como partículas citoplasmáticas que se asociaron con la membrana del retículo endoplásmico. Palade y otros investigadores encontraron la función de los ribosomas, que era la síntesis de proteínas.

Francis Crick pasaría a formar el dogma central de la biología, que resumió el proceso de construcción de vida como "El ADN produce ARN produce proteínas".

Si bien la forma general se determinó mediante imágenes de microscopía electrónica, se necesitarían varias décadas más para determinar la estructura real de los ribosomas. Esto se debió en gran parte al tamaño comparativamente inmenso de los ribosomas, que inhibió el análisis de su estructura en forma de cristal.

Mientras Palade descubrió el ribosoma, otros científicos determinaron su estructura. Tres científicos distintos descubrieron la estructura de los ribosomas: Ada E. Yonath, Venkatraman Ramakrishnan y Thomas A. Steitz. Estos tres científicos fueron recompensados ​​con el Premio Nobel de Química en 2009.

El descubrimiento de la estructura del ribosoma tridimensional ocurrió en 2000. Yonath, nacido en 1939, abrió la puerta a esta revelación. Su trabajo inicial en este proyecto comenzó en la década de 1980. Ella usó microbios de aguas termales para aislar sus ribosomas, debido a su naturaleza robusta en un ambiente hostil. Pudo cristalizar ribosomas para que pudieran analizarse mediante cristalografía de rayos X.

Esto generó un patrón de puntos en un detector para que pudieran detectarse las posiciones de los átomos ribosomales. Yonath finalmente produjo cristales de alta calidad mediante criocristalografía, lo que significa que los cristales ribosómicos se congelaron para ayudar a evitar que se descompongan.

Luego, los científicos intentaron dilucidar el "ángulo de fase" de los patrones de puntos. A medida que la tecnología mejoró, los refinamientos del procedimiento llevaron a detalles a nivel de un solo átomo. Steitz, nacido en 1940, pudo descubrir qué pasos de reacción implicaban qué átomos, en las conexiones de aminoácidos. Encontró la información de fase para la unidad más grande del ribosoma en 1998.

Ramakrishan, nacido en 1952, a su vez trabajó para resolver la fase de difracción de rayos X para un buen mapa molecular. Encontró la información de fase para la subunidad más pequeña del ribosoma.

Hoy en día, los avances adicionales en la cristalografía de ribosomas completa han llevado a una mejor resolución de las estructuras complejas de los ribosomas. En 2010, los científicos cristalizaron con éxito los ribosomas eucariotas 80S de Saccharomyces cerevisiae y pudieron mapear su estructura de rayos X ("80S" es un tipo de categorización llamado valor de Svedberg; más sobre esto en breve). Esto a su vez condujo a más información sobre la síntesis y regulación de proteínas.

Hasta ahora, los ribosomas de organismos más pequeños han demostrado ser los más fáciles de trabajar para determinar la estructura de los ribosomas. Esto se debe a que los propios ribosomas son más pequeños y menos complejos. Se necesita más investigación para ayudar a determinar las estructuras de los ribosomas de los organismos superiores, como los de los seres humanos. Los científicos también esperan aprender más sobre la estructura ribosómica de los patógenos, para ayudar en la lucha contra las enfermedades.

El termino ribozima se refiere a la mayor de las dos subunidades de un ribosoma. Una ribozima funciona como una enzima, de ahí su nombre. Sirve como catalizador en el ensamblaje de proteínas.

Los valores de Svedberg (S) describen la velocidad de sedimentación en una centrífuga. Los científicos a menudo describen las unidades ribosómicas utilizando valores de Svedberg. Por ejemplo, los procariotas poseen ribosomas 70S que se componen de una unidad con 50S y una de 30S.

Estos no se suman porque la velocidad de sedimentación tiene más que ver con el tamaño y la forma que con el peso molecular. Células eucariotas, por otro lado, contienen ribosomas 80S.

Los ribosomas son esenciales para toda la vida, ya que producen las proteínas que aseguran la vida y sus componentes básicos. Algunas proteínas esenciales para la vida humana incluyen hemoglobina en los glóbulos rojos, insulina y anticuerpos, Entre muchos otros.

Una vez que los investigadores revelaron la estructura de los ribosomas, se abrieron nuevas posibilidades de exploración. Una de esas vías de exploración son los nuevos antibióticos. Por ejemplo, los nuevos medicamentos podrían detener la enfermedad al dirigirse a ciertos componentes estructurales de los ribosomas de las bacterias.

Gracias a la estructura de los ribosomas descubierta por Yonath, Steitz y Ramakrishnan, los investigadores ahora conocen las ubicaciones precisas entre los aminoácidos y las ubicaciones donde las proteínas abandonan los ribosomas. Centrarse en la ubicación donde los antibióticos se unen a los ribosomas abre una precisión mucho mayor en la acción del fármaco.

Esto es crucial en una era en la que los antibióticos que antes eran incondicionales se han encontrado con cepas de bacterias resistentes a los antibióticos. Por tanto, el descubrimiento de la estructura de los ribosomas es de gran importancia para la medicina.