Quem descobriu a estrutura do Ribossomo?

Os ribossomos são conhecidos como os produtores de proteínas de todas as células. As proteínas controlam e constroem a vida.

Portanto, ribossomos são essenciais para a vida. Apesar de sua descoberta na década de 1950, levou várias décadas para os cientistas realmente elucidarem a estrutura dos ribossomos.

TL; DR (muito longo; Não li)

Os ribossomos, conhecidos como as fábricas de proteínas de todas as células, foram descobertos pela primeira vez por George E. Palade. No entanto, a estrutura dos ribossomos foi determinada décadas depois por Ada E. Yonath, Thomas A. Steitz e Venkatraman Ramakrishnan.

Os ribossomos recebem seu nome do "ribo" do ácido ribonucléico (RNA) e "soma", que significa "corpo" em latim.

Os cientistas definem os ribossomos como uma estrutura encontrada nas células, um dos vários subconjuntos celulares menores chamados organelas. Os ribossomos têm duas subunidades, uma grande e uma pequena. O nucléolo forma essas subunidades, que se prendem umas às outras. RNA ribossomal e proteínas (riboproteínas) compõem um ribossomo.

Alguns ribossomos flutuam entre os citoplasma da célula, enquanto outros se ligam ao retículo endoplasmático (ER). O retículo endoplasmático cravejado de ribossomos é chamado retículo endoplasmatico rugoso (RER); a retículo endoplasmático liso (SER) não tem ribossomos anexados.

Dependendo do organismo, uma célula pode ter vários milhares ou até milhões de ribossomos. Os ribossomos existem em células procarióticas e eucarióticas. Eles também podem ser encontrados em bactérias, mitocôndrias e cloroplastos. Os ribossomos são mais prevalentes em células que requerem síntese constante de proteínas, como células cerebrais ou pancreáticas.

Alguns ribossomos podem ser bastante massivos. Nos eucariotos, eles podem ter 80 proteínas e ser compostos por vários milhões de átomos. Sua porção de RNA ocupa mais massa do que sua porção de proteína.

Ribossomos tomam códons, que são séries de três nucleotídeos, do RNA mensageiro (mRNA). Um códon serve como um modelo do DNA da célula para fazer uma determinada proteína. Os ribossomos, então, traduzem os códons e os associam a um aminoácido de transferência de RNA (tRNA). Isso é conhecido como tradução.

O ribossomo tem três sítios de ligação de tRNA: um aminoacil sítio de ligação (sítio A) para anexar aminoácidos, um peptidil site (site P) e um saída site (site E).

Após este processo, o aminoácido traduzido se baseia em uma cadeia de proteína chamada de polipeptídeo, até que os ribossomos completem seu trabalho de fazer uma proteína. Uma vez que o polipeptídeo é liberado no citoplasma, ele passa a se tornar uma proteína funcional. É por esse processo que os ribossomos são frequentemente definidos como fábricas de proteínas. Os três estágios da produção de proteínas são chamados de iniciação, alongamento e tradução.

Esses ribossomos semelhantes a máquinas funcionam rapidamente, juntando-se a 200 aminoácidos por minuto em alguns casos; os procariotos podem adicionar 20 aminoácidos por segundo. Proteínas complexas levam algumas horas para se formar. Os ribossomos produzem a maior parte dos cerca de 10 bilhões de proteínas nas células dos mamíferos.

As proteínas concluídas podem, por sua vez, sofrer alterações ou dobramentos adicionais; isso é chamado modificação pós-tradução. Em eucariotos, o Aparelho de Golgi completa a proteína antes de ser liberada. Assim que os ribossomos terminam seu trabalho, suas subunidades são recicladas ou desmontadas.

George E. Palade descobriu os ribossomos pela primeira vez em 1955. A descrição do ribossomo de Palade os retratou como partículas citoplasmáticas que se associam com a membrana do retículo endoplasmático. Palade e outros pesquisadores descobriram a função dos ribossomos, que era a síntese de proteínas.

Francis Crick iria formar o dogma central da biologia, que resumiu o processo de construção da vida como "DNA faz RNA faz proteína".

Embora a forma geral tenha sido determinada usando imagens de microscopia eletrônica, ainda seriam necessárias várias décadas para determinar a estrutura real dos ribossomos. Isso se devia em grande parte ao tamanho comparativamente imenso dos ribossomos, que inibia a análise de sua estrutura em forma de cristal.

Enquanto Palade descobriu o ribossomo, outros cientistas determinaram sua estrutura. Três cientistas separados descobriram a estrutura dos ribossomos: Ada E. Yonath, Venkatraman Ramakrishnan e Thomas A. Steitz. Esses três cientistas foram premiados com o Prêmio Nobel de Química em 2009.

A descoberta da estrutura tridimensional do ribossomo ocorreu em 2000. Yonath, nascido em 1939, abriu a porta para essa revelação. Seu trabalho inicial neste projeto começou na década de 1980. Ela usou micróbios de fontes termais para isolar seus ribossomos, devido à sua natureza robusta em um ambiente hostil. Ela foi capaz de cristalizar ribossomos para que pudessem ser analisados ​​por cristalografia de raios-X.

Isso gerou um padrão de pontos em um detector para que as posições dos átomos ribossômicos pudessem ser detectadas. Yonath acabou produzindo cristais de alta qualidade usando criocristalografia, o que significa que os cristais ribossomais foram congelados para ajudar a evitar que se quebrassem.

Os cientistas então tentaram elucidar o “ângulo de fase” dos padrões de pontos. À medida que a tecnologia melhorou, os refinamentos do procedimento levaram ao detalhamento no nível de um único átomo. Steitz, nascido em 1940, foi capaz de descobrir quais etapas de reação envolviam quais átomos, nas conexões de aminoácidos. Ele encontrou as informações de fase para a unidade maior do ribossomo em 1998.

Ramakrishan, nascido em 1952, por sua vez trabalhou para resolver a fase de difração de raios-X para um bom mapa molecular. Ele encontrou as informações de fase para a subunidade menor do ribossomo.

Hoje, novos avanços na cristalografia de ribossomo completo levaram a uma melhor resolução das estruturas complexas de ribossomo. Em 2010, os cientistas cristalizaram com sucesso os ribossomos 80S eucarióticos de Saccharomyces cerevisiae e foram capazes de mapear sua estrutura de raios-X ("80S" é um tipo de categorização chamado valor de Svedberg; mais sobre isso em breve). Isso, por sua vez, levou a mais informações sobre a síntese e regulação de proteínas.

Ribossomos de organismos menores provaram ser os mais fáceis de trabalhar para determinar a estrutura dos ribossomos. Isso ocorre porque os próprios ribossomos são menores e menos complexos. Mais pesquisas são necessárias para ajudar a determinar as estruturas dos ribossomos de organismos superiores, como os humanos. Os cientistas também esperam aprender mais sobre a estrutura ribossômica dos patógenos, para ajudar na luta contra as doenças.

O termo ribozima refere-se à maior das duas subunidades de um ribossomo. A ribozima funciona como uma enzima, daí seu nome. Ele serve como um catalisador na montagem de proteínas.

Os valores de Svedberg (S) descrevem a taxa de sedimentação em uma centrífuga. Os cientistas costumam descrever unidades ribossômicas usando os valores de Svedberg. Por exemplo, procariontes possuem ribossomos 70S que são compostos por uma unidade com 50S e uma unidade com 30S.

Estes não somam porque a taxa de sedimentação tem mais a ver com tamanho e forma do que peso molecular. Células eucarióticas, por outro lado, contêm ribossomos 80S.

Os ribossomos são essenciais para toda a vida, pois produzem as proteínas que garantem a vida e seus blocos de construção. Algumas proteínas essenciais para a vida humana incluem hemoglobina nos glóbulos vermelhos, insulina e anticorpos, entre muitos outros.

Depois que os pesquisadores revelaram a estrutura dos ribossomos, ela abriu novas possibilidades de exploração. Uma dessas vias de exploração é a de novos medicamentos antibióticos. Por exemplo, novos medicamentos podem interromper a doença, visando certos componentes estruturais dos ribossomos das bactérias.

Graças à estrutura dos ribossomos descobertos por Yonath, Steitz e Ramakrishnan, os pesquisadores agora sabem as localizações precisas entre os aminoácidos e os locais onde as proteínas deixam os ribossomos. Concentrar-se no local onde os antibióticos se ligam aos ribossomos permite uma precisão muito maior na ação do medicamento.

Isso é crucial em uma época em que os antibióticos anteriormente robustos encontraram cepas de bactérias resistentes aos antibióticos. A descoberta da estrutura do ribossomo é, portanto, de grande importância para a medicina.