Nobel de química: desxifrant ribosomes

Aquest any el Premi Nobel de química ens torna a portar a l’interior de la cèl·lula. Els guardonats han sigut Ada E. Yonath, Thomas A. Steitz i Venkatraman Ramakrishnan per “els estudis sobre la funció i estructura del ribosoma”. D’entrada ja es destacable el fet que aquest any ja en són tres les dones guardonades. Per fer-nos una idea de com anaven les coses, en totes les categories s’han atorgat premis Nobel a 816 persones o organitzacions. Doncs entre tots aquests, fins aquest any únicament hi havia 32 dones (una dues vegades, la Marie Curie). Avui ja en són 35. (Actualitzo. Acaba de sortir el de literatura i també a una dona, de manera que ja en son 36. Realment aquest és un any notable)

El premi ha sigut per una feina immensa. Determinar la posició de tots i cada un dels àtoms que formen un ribosoma. Això no era un caprici. Els ribosomes són les estructures que a la cèl·lula s’encarreguen de llegir la informació del RNA i fabricar les proteïnes segons aquestes instruccions. Però comprendre com ho feien, calia saber quina estructura tenien i aquí començaven els problemes, perquè els ribosomes són coses molt grans. Grans tenint en compte que parlem de molècules, és clar.

Una proteïna és una llarga filera d’aminoàcids units l’un darrera l’altre en un ordre determinat. I aquest ordre està codificat als nostres gens. Quan la cèl·lula ha de fabricar una proteïna determinada primer es fa una copia en RNA del gen (que no deixa de ser un tros de la cadena de DNA). Aquest RNA surt del nucli i és transportat fins al citoplasma on es troba amb els ribosomes. Aquests s’encarreguen de “llegir” el RNA i d’anar enganxant els aminoàcids en l’ordre correcte fins que surt la proteïna completada.

Naturalment aquest és un procés molt complex que requereix una maquinaria d’allò més sofisticada. Per acabar-ho de complicar, un ribosoma està fet per una barreja de proteïnes i de RNA (Un RNA diferent del que fa de missatger, però és que l’RNA fa moltes coses!) Per fer-vos una idea de la complexitat, un ribosoma dels nostres està fet per tres cadenes de RNA i més de cinquanta proteïnes. Cada proteïna i RNA fet per un grapat d’aminoàcids o nucleòtids que, alhora estan fets per molts àtoms enllaçats. Com es podia identificar la posició de tots i cada un d’aquests milions d’àtoms?

Doncs el que van fer, primer l’Ada i després els altres guardonats va ser mirar d'obtenir “espectres de difracció de rajos X”. Imagineu que fem passar un feix de llum per un cristall. Com que el cristall està fet per una xarxa ordenada d’àtoms, la llum es desviarà en diferents direccions que depenen de la posició de cada àtom. Cal que sigui un cristall, perquè al ser repetitiu i ordenat, la llum sempre sortirà desviada en les mateixes direccions. Al final, si mesurem com es desvia la llum, analitzant per exemple una pel·lícula fotogràfica situada darrera el cristall, podrem calcular com estaven posats els àtoms que van causar aquella i no cap altra desviació. En realitat no es fa amb llum visible sinò amb rajos X, però la idea és la mateixa.

Tot això és relativament “fàcil” de fer si parlem de cristall senzillets. Però si volem fer-ho amb estructures més grans la cosa ja es complica. Però a la pràctica, el que resulta més complicat de tot és aconseguir uns cristalls prou bons de les proteïnes que volem analitzar.

No és com amb la sal, que n’hi ha prou de deixar que l’aigua s’evapori perquè apareguin els cristallets. Amb les proteïnes cal tenir unes condicions molt precises i que, a més, no facin malbé allò que volem analitzar. Per això, una de les estratègies que van fer servir al principi era treballar amb ribosomes de microorganismes que habiten en condicions molt extremes, com les fonts termals o el Mar mort. Si poden sobreviure a temperatures superiors als 70 ºC o amb concentracions de sal molt altes volia dir que els ribosomes no es trencaven a aquelles temperatures o salinitats.

La feina va requerir més de vint anys d’esforços. Obtenint cristalls relativament bons que generaven imatges de difracció més o menys grolleres. Mica a mica es va anar establint primer la forma general. Després es va poder millorar la sensibilitat i finalment l’any 2000 es va poder publicar l’estructura completa de les dues subunitats en que es divideix el ribosoma. I si penseu que vint anys són molts, mireu la imatge. Cada puntet és un àtom. En verd les proteïnes i en blau el RNA. Un autèntic trencaclosques!

Però el premi no és poca cosa. Per exemple, coneixent com són els ribosomes i les diferències entre els de mamífers i els bacterians es poden dissenyar medicaments que afectin únicament als dels microorganismes sense fer res a les nostres cèl·lules.