Ribossomas… Prémio Nobel da Química

A habitual crónica do bioquimico António Piedade no "Despertar":

É do conhecimento comum que o “manual de instruções” para a construção, funcionamento e manutenção do nosso organismo está codificado na longa molécula de ADN, por sua vez armazenada nos 46 cromossomas herdados dos nossos pais.

Essa informação é necessária para a síntese de milhões de proteínas. Estas possuem inúmeras funções como a estrutural e/ou mecânica, de que são exemplo as fibras musculares, ou a função de fomentar determinadas reacções químicas imprescindíveis à vida num intervalo de tempo compatível com a mesma vida, como sejam as proteínas (que nesta função recebem o cognome de enzimas) que “digerem” os alimentos que ingerimos em nutrientes assimiláveis pelas células, ou as que catalisam a síntese dos constituintes celulares a partir daquela matéria-prima.

Uma questão esteve sempre no pensamento dos cientistas: como é que a informação residente no ADN é utilizada para sintetizar essas proteínas?

A resposta foi sendo dada à medida do avanço biologia molecular e estrutural e foi galardoada com vários prémios Nobel da Fisiologia ou Medicina e da Química (ver http://nobelprize.org/nobel_prizes/) com a confirmação que o ADN é a biomolécula da hereditariedade e a descoberta da sua estrutura em 1953 por Watson, Crick, Wilkins (Nobel 1962) e Franklin, pela elucidação dos mecanismos de síntese do ADN e ARN por Ochoa e Kornberg (Nobel 1958), pela descoberta do código genético (relação entre a sequência de bases no ADN e a correspondente sequência de aminoácidos numa proteína) no início da década de 60 por Niremberg, Khorana e Holley (Nobel de 1968), elemento decisivo para traduzir a linguagem genética para a linguagem proteica. Outro avanço para a resolução deste puzzle foi a elucidação, por François Jacob e Jacques Monod (Nobel de 1965) e por Andrew Fire e Craig Mello (Nobel de 2006) dos mecanismos que permitem regular a leitura e transcrição da informação genética numa “versão”, o ARN mensageiro, que viaja do núcleo (onde estão os cromossomas) para o citoplasma celular. É aqui, junto ao núcleo, que estão presentes milhões de fábricas de tradução e síntese de proteínas: os ribossomas.

Os ribossomas presentes nas nossas células são estruturas compostas por 4 moléculas de ARN e por mais de 50 proteínas associadas numa arquitectura de duas subunidades: uma maior e outra menor. Da interacção dinâmica das duas subunidades e dos seus elementos constituintes faz com que a informação transportada pelo ARN mensageiro seja descodificada ou traduzida na forma de proteínas. A subunidade maior “lê” a mensagem e transmite internamente essa informação, palavra a palavra, para a “secção” de montagem e síntese da proteína nela inscrita, na subunidade menor. O ARN mensageiro atravessa assim as duas subunidades e à medida que é lido, a cadeia proteica correspondente começa a emergir do ribossoma (ver animação: http://pubs.acs.org/cen/multimedia/85/ribosome/translation_bacterial.html).
Para o entendimento dos vários passos envolvidos neste processo é importante saber qual a posição relativa e o qual o papel desempenhado por cada um dos elementos nas duas subunidades do ribossoma. Para isso é decisivo saber a posição relativa no espaço dos milhões de átomos que compõem as moléculas que formam o ribossoma. Esta cartografia atómica é possível utilizando raios X. Esta radiação, ao interagir com um cristal de ribossomas, é reflectida originando padrões geométricos. Qual radiografia, os padrões são analisados segundo a lei de Bragg e, utilizando ferramentas matemáticas que transformam determinadas características dos padrões, em informação posicional dos átomos que lhes deram origem.

Foi este trabalho estrutural sobre o ribossoma que deu agora lugar à atribuição conjunta do prémio Nobel da Química a V. Ramakrishnan, T. A. Steitz e A. E. Yonath. (http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2009/index.html).