El proceso de traducción ribosomal es fundamental para la síntesis de proteínas en los organismos vivos, dado que se basa en las instrucciones genéticas codificadas en el ARN mensajero (ARNm). A pesar de su importancia, este proceso es extraordinariamente complejo e implica una coordinación precisa entre diversas moléculas. Capturar el ciclo de traducción completo utilizando el análisis de partículas individuales (SPA) a partir de purificación in vitro ha resultado ser un desafío significativo para los investigadores.
En un estudio reciente publicado en Nature Structural & Molecular Biology, un equipo de investigación liderado por el profesor Zhang Xinzheng del Instituto de Biofísica de la Academia China de Ciencias ha utilizado la microscopía crioelectrónica (crio-EM) junto con un algoritmo desarrollado por ellos, denominado GisSPA, para capturar cambios dinámicos y periódicos en la traducción ribosomal dentro de las células de Saccharomyces cerevisiae, comúnmente conocida como levadura de cerveza, a una resolución casi atómica.
Avances en la comprensión de la dinámica ribosomal
Este estudio proporciona mediciones detalladas de los parámetros de movimiento de la subunidad pequeña (SSU) durante la traducción y ilustra el enlace periódico de tres factores de elongación (eEF1A, eEF2, eEF3) al ribosoma, así como su disociación posterior. Por primera vez, los investigadores han capturado la forma compacta de eEF2 durante la transferencia peptídica, lo que contribuye a estabilizar el entorno para este proceso y optimizar su rendimiento. En las etapas iniciales de la translocación, se observaron conformaciones menos extendidas de eEF2, lo que resalta su papel crucial como «brazo molecular» tanto en la transferencia peptídica como en la translocación en células eucariotas.
Además, el estudio ha identificado, por primera vez, el ribosoma completamente rotado unido a la forma abierta de eEF3. Los investigadores encontraron que eEF3 se une al ribosoma en las primeras fases de la translocación, mientras que sus cambios conformacionales están acompañados por el giro de la cabeza de 40S y la rotación del cuerpo de 40S. Esta investigación esclarece las características dinámicas multicorporales de los ribosomas durante el proceso de traducción.
El profesor Zhang enfatiza la relevancia de comprender en profundidad el proceso de traducción: «Entender todo el proceso de traducción en profundidad nos ayuda a desentrañar los intrincados mecanismos de la síntesis de proteínas y a explorar sus roles críticos en las funciones celulares, la regulación metabólica y el desarrollo de enfermedades».
Más información:
Jing Cheng et al, Capturing eukaryotic ribosome dynamics in situ at high resolution, Nature Structural & Molecular Biology (2025). DOI: 10.1038/s41594-024-01454-9
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
