Download ¿Sabías que el descubrimiento de los ib h itid b ti l

Una aproximación a la
utilidad de la Ciencia
¿Sabías que el descubrimiento de los
ribosomas
ib
h permitido
ha
itid combatir
b ti algunas
l
enfermedades infecciosas?
LUCÍA GARCÍA ORTEGA
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I
Universidad Complutense de Madrid
http://solea.quim.ucm.es/public_html/divul/sabias2.htm
Ribosoma
tRNAs, aminoácidos
DNA
mRNA
Factores
adicionales,,
Energía
Proteínas
Micrografía electrónica
publicada en 1955
publicada en 1955
Premio Nobel 1974
“por los descubrimientos
sobre
la
organización
estructural y funcional
celular”
Origen de la vida
Desarrollo de antibióticos
tibióti
Dos subunidades
Dos subunidades
Tres RNAs
Más de 50 proteínas
de 50 proteínas
Estudios estructurales
Implicación en desarrollo celular
Dogma central de la vida
Dogma central de la vida
Dogma central de la Origen de la vida
Origen de la vida
Origen de la Duplica la información
la información
Duplica la información
la información
Thomas Cech
Sidney Altman
Ejecuta la la información
información
Transfiere la información
la información
Premio Nobel 1989
Ejecuta la la información
información
RNA mensajero
Código genético
Tripletes: AAA, GCA...
Secuencia de aminoácidos
Estructura tridimensional
Proteína
Subunidad grande
H marismortui
H.
Ha facilitado enormemente los estudios del ribosoma
del ribosoma
En el inicio de la década de los 80
En el inicio de la década de los 80
El americano
El alemán
El i di
El indio
Reconocimiento codon‐anticodon
Formación del
enlace peptídico
Premio Nobel 1945 Alexander Fleming, Ernst B. Chain y Howard Florey
Alexander Fleming Ernst B Chain y Howard Florey
“por el descubrimiento de la penicilina y su efecto curativo
en varias enfermedades infecciosas”
Selman Waksman, Premio Nobel 1952
“por el descubrimiento de la
estreptomicina, el primer
antibiótico efectivo contra la
tuberculosis”
RIBOSOMAS
DNA
genómico
Pared
celular
Membrana
plasmática
Aminoglucósidos
Se unen a la subunidad pequeña p q
Alteran la zona de unión del tRNA
Provocan lecturas incorrectas
Contra tuberculosis,
b t i multiresistentes.
bacterias
lti
i t t
Toxicidad elevada.
Macrólidos
Se unen a la subunidad grande
Impiden la salida del péptido
Contra infecciones bacterianas
como bronquitis y neumonía.
Tetraciclinas
Se unen a la subunidad pequeña
Impiden la unión del tRNA
Contra acné, sífilis, malaria.
En odontología.
Importantísimas contribuciones en el estudio de antibióticos y su modo de acción sobre los ribosomas.
Como muestra está su libro, publicado en 1979 “Inhibidores de la síntesis de proteínas”.
Entre sus descubrimientos, especificidad del cloranfenicol por el ribosoma de bacterias y no el p
y
eucariota (1964).
Promovió la ciencia en España y atrajo la atención Promovió
la ciencia en España y atrajo la atención
internacional.
El estudio de los antibióticos promovió el
conocimiento
i i
d
dell ribosoma
ib
y viceversa
i
Previo al conocimiento de la estructura del
ribosoma, la biología molecular permitió elucidar
el mecanismo de acción de muchos antibióticos.
Moléculas orgánicas que inactivan al ribosoma,
ribosoma, de tamaño 1000 veces mayor
Moléculas orgánicas que inactivan al ribosoma,
ribosoma, de tamaño 1000 veces mayor
España es uno de los países desarrollados
donde
do
de se
se consumen
se consumen
co
su e
más antibióticos
En hospitales, un 70% En hospitales
, un 70% de las
de las bacterias es
resistente
i t t a, al a, al menos
l menos, , un antibiótico
un antibiótico
Eritromicina y otros macrólidos no funcionan en muchos casos de infecciones por Streptococcus pyogenes, causante de muchas faringitis
Mutaciones en proteínas Mutaciones en proteínas ribosomales
ribosomales
Mutaciones y modificaciones en bases del RNA bases del RNA ribosomal
ribosomal
Modificaciones de los antibióticos
Ayuda de otras
de otras metodologías como técnicas in vivo para
vivo i para tener en en cuenta
cuenta la l dinámica
la dinámica
di á i ribosomal.
ib
l
Por ejemplo distintos resultados con con cristales
cristales de D radiodurans y H D. radiodurans
D. y H marismortui. y H marismortui
marismortui. No No sólo se No sólo
se unen
se unen
a sitios
a sitios altamente conservados
conservados..
Ejemplos:
Ejemplos:
Los ketólidos
Los ketólidos, , nuevos
nuevos macrólidos
Azitromicina, ,, derivado
Azitromicina
derivado de eritromicina
de eritromicina
Nueva tetraciclina
Nueva tetraciclina: : Tigeciclina
Tigeciclina
Nuevo macrólido
Nuevo macrólido: : Telitromicina
Telitromicina
Inhibir
b la la formación
a formación
o ac ó de
del ribosoma
Oxazolidinonas, se unen
Oxazolidinonas, se se unen a a
una proteína ribosomal
Linezolid
Oxazolidinona
Contra bacterias gram positivas
g
p
Impiden la iniciación de la traducción, actuando antes que otros antibióticos
Ya han aparecido resistencias por
tratamientos prolongados y bajas
y bajas dosis.
dosis.
Hay nuevas
Hay nuevas variaciones como RWJ
RWJ‐‐416457
Algunos parecen tener un mecanismo
de acción distinto en el sitio A de
ribosomas de mamíferos q
que en
bacteria..
bacteria
Por ejemplo
ejemplo,, en mamíferos
mamíferos,, algunos
derivados de paromomicina se unen al
sitio A en “off” mientras que en
bacteria se unen en “on”
on .
Tratamiento de enfermedades
genéticas como:
como:
Fibrosis quística,
quística, Distrofia
muscular
l de
d Duchenne
D h
Duchenne,
, Ataxia
At i ‐
Ataxia‐
telagienctasia...
telagienctasia
...
(Algunos aminoglucósidos en
ensayos clínicos)
clínicos)
Buscando
aminoglucósidos
con esta capacidad
capacidad,, que no
sean tóxicos ni antibióticos
antibióticos..
Además...
Además...
Más de la mitad
de la mitad de los antibióticos
de los antibióticos consumidos se encuentran en en pienso
pienso animal, en animal, en agua
agua, en , en fertilizantes
fertilizantes....
....