Biologia Molecular Mexico

Un reto en la biología celular es poder ver la dinámica interna de la célula y poder saber cómo ocurren las cosas dentro de las células. El problema es que los componentes celulares no se encuentran ordenados como los vemos en los libros de textos, son más caóticos y muchas veces se traslapan. En un artículo de publicación acelerada de Cell [1] (saldrá en el número del 3 de abril del 2025), reportan algo insólito: visualización directa de cada ribosoma en el proceso de sintetizar una proteína. El observar ribosomas dentro de las células no es algo que sea nuevo, lo que sí es nuevo, es la capacidad de poder evaluar la dinámica en la cual se van produciendo las nuevas proteínas.

Los investigadores desarrollaron una innovadora técnica de microscopía que permite la observación prolongada de ribosomas individuales mientras traducen ARNm en proteínas dentro de células vivas. Este método proporciona una visión sin precedentes de la dinámica de la síntesis de proteínas. La idea es generar un ARN circular que mediante la adición de dos ribozimas son capaces de mantenerse como moléculas cerradas y que expresan regiones que pueden ser reconocidas por un nanoanticuerpo fusionado a GFP, lo que permite ver un péptido naciente, lo que además al traducirse muchas veces al ser una molécula circular, se puede aumentar la resolución de la imagen. Este trabajo además es muy robusto derivado del apoyo de modelos usando los datos experimentales.

Este trabajo tiene varios puntos que son importantes en la biología molecular:

1. Cuando un ribosoma encuentra un segmento difícil de ARNm que ralentiza su progreso, los ribosomas siguientes pueden ayudarle reduciendo la probabilidad de estancamiento o terminación prematura. Su interacción cooperativa garantiza un proceso de traducción más eficiente y continuo. Esto es relevante ya que los ribosomas pasan por procesos de colisiones en la célula que pueden ser resueltas con este mecanismo.

2. Trabajando juntos, los ribosomas pueden navegar por regiones de ARNm difíciles de traducir con mayor eficacia, lo que conduce a una producción de proteínas más rápida y fiable.

3. El comportamiento cooperativo de los ribosomas reduce la necesidad de que los mecanismos celulares de control de calidad intervengan durante la traducción. La reducción del reciclaje de ribosomas por vías de control de calidad permite una traducción más procesiva e ininterrumpida, siendo un aspecto importante en la supervivencia celular.

La comprensión de la cooperatividad de los ribosomas abre nuevas vías para explorar cómo las células regulan la eficiencia de la traducción y mantienen la homeostasis de las proteínas, lo que podría tener implicaciones para el estudio de diversas enfermedades y el desarrollo de intervenciones terapéuticas. Sobre todo ahora que se sabe que hay ARNs circulares que son traducidos y esto está involucrado tanto en procesos fisiológicos como patológicos.

Referencias

[1] Madern MF, Yang S, Witteveen O, Segeren HA, Bauer M, Tanenbaum ME. Long-term imaging of individual ribosomes reveals ribosome cooperativity in mRNA translation. Cell. 2025 Jan 23:S0092-8674(25)00045-5. doi: 10.1016/j.cell.2025.01.016