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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Maravillas celulares y deseos para 2021

La síntesis de proteínas la llevan a cabo unas maravillosas máquinas moleculares llamadas ribosomas. Estos se unen al extremo de una hebra de ARN mensajero (ARNm), producida a partir de uno u otro gen, y van deslizándose por esta hebra leyendo la información que contiene en el orden de sus cuatro “letras”. Al mismo tiempo que la leen, van captando las moléculas necesarias para ir uniendo los aminoácidos que formarán una proteína particular de acuerdo con las instrucciones contenidas en el ARNm.

Cuando todo va bien, los ribosomas se deslizan a una considerable velocidad por la hebra del ARNm, a unas 50 “letras” por segundo. Esto se traduce en la unión de entre 16 y 17 aminoácidos cada segundo (cada aminoácido está codificado por tres letras en el ARNm). Además, una vez que un ribosoma ha iniciado su recorrido por la hebra de ARNm, otro ribosoma se une también al extremo de esta hebra y comienza a deslizarse por ella, leyendo igualmente su información. Aún otro ribosoma puede hacer lo mismo detrás de este, y otro y otro. De este modo, varios ribosomas al mismo tiempo van leyendo en fila india la información contenida en una sola hebra de ARNm y produciendo muchas moléculas de la proteína correspondiente.

Si todo va bien, los ribosomas van abandonando la hebra de ARNm por su otro extremo. Sin embargo, no siempre todo va bien. Varios problemas pueden hacer que los ribosomas se encallen en uno u otro sitio de la hebra. Si esto sucede, al igual que puede suceder en una carretera cuando el coche que precede a otro frena bruscamente o tiene un percance, pueden producirse colisiones entre los ribosomas. Se produce así un atasco y, para retirar los ribosomas encallados, es necesario un mecanismo que, en primer lugar, detecte el atasco. Este mecanismo existe, por supuesto, y es capaz de desencadenar una señal molecular que atrae al sitio del atasco a diferentes proteínas.

No solo es importante detectar el atasco, sino también detectar la gravedad de este. Si la célula está experimentando atascos puntuales aquí y allá en diferentes ARNm, la situación no es demasiado grave. En este caso, se pone en marcha el mecanismo llamado de control de calidad de los ribosomas. Este mecanismo conduce a desatascar a los ribosomas por el método de separar las dos unidades que los forman, lo que consigue que se suelten de la hebra de ARNm. A continuación, esta es digerida en sus “letras” correspondientes, que serán utilizadas para la síntesis de nuevas hebras de ARNm. Las dos unidades de los ribosomas se ensamblan de nuevo para formar ribosomas funcionales de modo que la síntesis de proteínas pueda reiniciarse sobre una nueva hebra.

Además de este mecanismo de control, existe aún otro, más expeditivo, que se denomina respuesta integrada al estrés. Este mecanismo se desencadena solo en situaciones de nivel de estrés molecular intenso que causa atascos de ribosomas generalizados y requiere soluciones drásticas para conseguir la supervivencia.

Ahora, en una serie de sofisticados experimentos, los científicos son capaces de desvelar un complejo sistema de comunicación molecular que coordina la actividad de ambos sistemas de control. Este nuevo conocimiento puede ser importante para comprender cómo las células tumorales son capaces de sobrevivir a la acción de diferentes fármacos y averiguar maneras de bloquear estos mecanismos de supervivencia para luchar contra ellas.

Me despido de vosotros convencido de que es seguro que la ciencia hará mejor y más prospero el año 2021 y todos los que le seguirán.

¡Feliz 2021!

Referencia:
Yan and Zaher, Ribosome quality control antagonizes the activation of the integrated stress response on colliding ribosomes, Molecular Cell (2020), https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.11.033

Jorge Laborda, 30 de diciembre de 2020.

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