Revelan en detalle la evolución del ribosoma

03/07/2014 - E.P.

Esta estructura celular se encuentra en las células de todas las especies y ha sido definida como el sistema operativo de la vida

Expertos del Instituto de Tecnología de Georgia (Georgia Tech), en Atlanta, Estados Unidos, revelan en detalle en un nuevo estudio publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' la evolución del ribosoma, una gran estructura molecular que se encuentra en las células de todas las especies.

Hace unos cuatro millones de años, las primeras moléculas de la vida se reunieron en la Tierra primitiva y formaron los precursores de las proteínas modernas y el ARN. Los científicos que estudian el origen de la vida han estado buscando pistas sobre cómo sucedieron estas reacciones y algunas de esas claves se han encontrado en el ribosoma.

El núcleo del ribosoma es esencialmente el mismo en todos los sistemas vivos, aunque las regiones externas se expanden y se vuelven complicadas conforme las especies ganan complejidad. Mediante la descamación digital de las capas de los ribosomas modernos, los investigadores de este estudio lograron modelar la estructura de los ribosomas primordiales.

"La historia de los ribosomas nos habla del origen de la vida", señala Loren Williams, profesor en la Facultad de Química y Bioquímica en el Instituto de Tecnología de Georgia. "Hemos trabajado en un buen nivel de detalle sobre cómo se originó y evolucionó el ribosoma", agrega el autor de este estudio, patrocinado por el Instituto de Astrobiología de la agencia norteamericana del espacio (NASA) y el Centro para los Orígenes y la Evolución Ribosomal del Instituto de Tecnología de Georgia.

En biología, la información genética almacenada en el ADN se transcribe en ARNm, que lleva hacia fuera del núcleo celular. En todas las especies, los ribosomas utilizan el mARN como modelo para construir todas las proteínas y enzimas esenciales para la vida. El trabajo del ribosoma se denomina traducción.

El núcleo común de los ribosomas es esencialmente el mismo en seres humanos, levaduras, bacterias y arqueas, en todos los sistemas vivos. El equipo de Georgia Tech ha demostrado que a medida que los organismos evolucionan y se hacen más complejos, también lo hacen sus ribosomas.

Los seres humanos tienen los ribosomas más grandes y complejos, pero los cambios se encuentran en la superficie, de forma que el corazón de un ribosoma humano es igual que el de un ribosoma bacteriano. "El sistema de traducción es el sistema operativo de la vida --subraya Williams--. En su esencia, el ribosoma es el mismo en todas partes. El ribosoma es la biología universal".

En el nuevo estudio, Williams y el científico investigador Anton Petrov compararon las estructuras tridimensionales de los ribosomas de una variedad de especies de diversa complejidad biológica, como seres humanos, levaduras, bacterias y arqueas. Los investigadores encontraron huellas dactilares distintas en los ribosomas que han añadido nuevas estructuras a la superficie ribosómica sin alterar el núcleo preexistente.

Igual que un botánico puede tallar las ramitas y las ramas de un árbol para aprender acerca de su crecimiento y edad, Petrov y Williams muestran cómo se añadieron continuamente segmentos al ribosoma sin cambiar la estructura subyacente. El equipo de investigación extrapoló el proceso hacia atrás en el tiempo para generar modelos de ribosomas simples y primarios.