Los investigadores producen un modelo 3D de un ribosoma y visualizan cómo se fabrica

Las células humanas contienen ribosomas, una máquina compleja que produce proteínas para el resto del cuerpo. Ahora los investigadores se han acercado más a comprender cómo funciona el ribosoma.

«Es sorprendente que podamos visualizar los detalles nucleares del ribosoma, porque son muy pequeños, entre 20 y 30 nanómetros», dice la profesora asociada Eva Kummer del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk, quien dirigió el nuevo estudio publicado. adentro Comunicaciones de la naturaleza.

Un ribosoma es una parte de una célula humana que contiene ARN ribosómico y proteínas ribosómicas. Es como una fábrica que construye proteínas siguiendo un conjunto de instrucciones incrustadas en genes.

Los ribosomas se encuentran flotando en el citosol celular, en orgánulos celulares como las mitocondrias o en el protoplasma bacteriano.

Utilizando un microscopio electrónico, Kummer y sus colegas Giang Nguyen y Christina Ritter lograron producir un modelo 3D del ribosoma, una parte de la célula humana que no tiene más de 30 nanómetros de diámetro.

Más específicamente, tomaron instantáneas de cómo se forma un ribosoma.

«Comprender cómo se construye el ribosoma y cómo funciona es muy importante, porque es la única unidad celular que produce proteínas en los seres humanos y en todos los demás organismos. Y sin proteínas la vida no existiría», afirma Kummer.

Las proteínas son los componentes básicos del cuerpo humano. Su corazón, sus pulmones, su cerebro y básicamente todo su cuerpo están hechos de proteínas producidas por los ribosomas.

«Desde fuera, el cuerpo humano parece muy simple, pero cada parte del cuerpo está formada por millones de moléculas que son muy complejas y todas saben qué hacer; eso es mucha respiración», afirma. Kummer.

Plegar, organizar y trasladar al lugar correcto

Antes de que los ribosomas puedan comenzar a producir proteínas, primero deben ensamblarse a partir de más de 80 componentes diferentes.

Kummer y sus colegas obtuvieron modelos 3D de tres etapas diferentes del ensamblaje de ribosomas. «Es una molécula compleja con muchas partes diferentes (muchas proteínas y unidades de ARN) que deben plegarse, ensamblarse y trasladarse al lugar correcto. No sucede todo a la vez. El ensamblaje de ribosomas es un proceso gradual que involucra varios pasos», explica.

De los tres pasos, el más interesante es el modelo 3D que describe el primer momento del montaje, que, según Kummer, nadie ha podido explicar hasta ahora.

«En este punto, podemos decir que una proteína específica llamada GTPBP10 está excitada para interactuar con la llamada unidad de ARN que forma la hélice larga», dice Kummer. «En realidad, en la parte inferior de esa hélice se encuentra el centro catalítico del ribosoma, donde se fabrican las proteínas. Por eso, plegar y posicionar correctamente la hélice es muy importante».

Para lograrlo, GTPBP10 agarra la hélice y la coloca en la posición correcta para la síntesis de proteínas.

Este es solo uno de los muchos pasos en el ensamblaje de ribosomas, según ha arrojado luz un nuevo estudio, una idea que podría conducir a un mayor conocimiento sobre una variedad de enfermedades.

«Los defectos en el ensamblaje de los ribosomas reducen gravemente la capacidad de nuestras células para producir proteínas. Las proteínas, por ejemplo, convierten la energía de los alimentos que comemos en monedas de energía que el cuerpo puede utilizar para ejecutar todo tipo de procesos celulares.

«Ahora, si el ribosoma mitocondrial no funciona, nuestro cuerpo ya no puede producir suficientes monedas de energía y esto conduce a enfermedades como trastornos neurodegenerativos y enfermedades cardíacas. Y durante el envejecimiento, la producción de estas monedas de energía funciona cada vez de manera menos eficiente». dice Kummer. «El primer paso es entender cómo funcionan las cosas. Sólo entonces podrás intentar cambiarlas».