En biología hablar de absolutos es sumamente riesgoso, ya que, en general, los trabajos de alto impacto suelen reportar una novedad inesperada.
El 4 de diciembre, la revista Nature publicó un trabajo muy revolucionario [1] en el que usando análisis de moléculas únicas describe tanto un nuevo método para evaluar en tiempo real el proceso de producir ARN y su traducción. En el dogma central de la biología molecular se describe cómo ocurre el flujo de la información genética, especialmente, cuando el ADN es transcrito en una molécula de ARN y posteriormente, el ribosoma hace el trabajo de traducirlo en una proteína.
Ahora, en organismos con núcleo, los eucariontes, el proceso es llevado de manera secuencia, donde primero el ARN es producido en el núcleo, modificado y procesado, para luego exportarlo al citoplasma, donde los ribosomas se encargan de traducirlo. Parte del mecanismo de traducción involucra una circularización del ARN mensajero, diferencia hasta el día de hoy con las bacterias. Usando un sistema aislado (in vitro) de transcripción y traducción, los autores fueron capaces de demostrar varias cosas que solamente se habían asumido en bacterias, que una vez que un transcrito es producido, inmediatamente los ribosomas se comprometen con su traducción y esto había sido inferido con técnicas estáticas como crio microscopía electrónica. Así mismo, el modelo ha planteado algunas cosas que quedaban por demostrarse, como es si los ribosomas mediante colisiones logran establecer la traducción de estos transcritos nacientes y que tan fisiológico es este proceso.
Los autores además demuestran la formación de asas (‘looping’) del ARN mensajero que mide más de 100 nucleótidos, el proceso depende del factor NusG que está involucrado en el proceso de transcripción y traducción mediante controlar la elongación del transcrito y el reclutamiento de los ribosomas, que en este estudio se demuestra forman una interacción física entre la ARN polimerasa y los ribosomas de E. coli. Estos datos además tienen una implicación importante sobre el proceso de terminación de la transcripción dependientes del factor Rho, que queda por determinar si NusG es el intermediario entre la interacción de Rho y los ribosomas para promover la terminación.
Este es un trabajo de mucha importancia por las siguientes razones: el análisis de moléculas únicas ha sido cada vez más una herramienta fundamental en la biología molecular. El lograr reconstituir procesos biológicos funcionales en el laboratorio permite entender el contexto en el que los componentes interaccionan entre ellos y permite encontrar como están interconectados. Estos estudios en bacterias son muy complicados dado que son células muy pequeñas, pero los experimentos in vitro permiten reconstruir los procesos fisiológicos que se infieren en los sistemas vivos.
La biología molecular sigue dando sorpresas y esperemos sigamos teniendo cambios en nuestro entendimiento de procesos fundamentales de las células de alto impacto.
Referencia
[1] Qureshi, N.S., Duss, O. Tracking transcription–translation coupling in real time. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08308-w
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