adaptadoras que acarrean aminoácidos y leen el código del ARN mensajero.
El siguiente gran descubrimiento fue que nada de esto ocurre por sí solo. Los biólogos celulares descubrieron partículas en las células en donde se lee el ARNm y se fabrican las proteínas. Estas partículas eran diminutas para los estándares normales: caben unas cuatro mil en el grosor de un cabello humano y se cuentan por miles en cada célula, desde las bacterias hasta las de los seres humanos, pero son enormes en términos moleculares. Cada una contiene unas 50 proteínas y tres grandes fragmentos de su propio ARN: un tercer tipo de ARN (además del ARNm y el ARNt). Al principio, los científicos se referían a estas partículas como “partículas de ribonucleoproteína de la fracción microsomal” porque estaban hechas tanto de ARN como de proteínas y se habían aislado de fragmentos celulares conocidos como microsomas. Era un poco un trabalenguas, así que, en una conferencia que se celebró a fines de la década de 1950, Howard Dintzis sugirió el nombre ribosoma, que es como se le ha llamado desde entonces. Dintzis también fue la primera persona que determinó la dirección en la que se construye una cadena de proteínas. Confieso con vergüenza que, tras trabajar por 30 años en esta disciplina, no conocía a Dintzis ni su trabajo. Cuando finalmente lo conocí en 2009 en la Universidad Johns Hopkins, a donde fui invitado para dar una conferencia bautizada en su honor, él seguía comprensiblemente orgulloso de haber acuñado la palabra.
FIGURA 2.5. Composición de los ribosomas.
El ribosoma completo tiene medio millón de átomos. Puesto que es el vínculo entre nuestros genes y las proteínas que éstos determinan, el ribosoma se encuentra en la encrucijada misma de lo vivo. Pero, aunque todo mundo entendía esto, nadie sabía qué aspecto tenían los ribosomas, más allá de que eran una masa amorfa compuesta de dos partes. Y ése era un auténtico problema. De algún modo el ribosoma se unía al ARNm y juntos agrupaban los aminoácidos que transportaban hasta allí los ARNt para formar una proteína. Pero, sin saber qué aspecto tenía, ¿cómo podíamos entender cómo funciona el conjunto?
Imagínate que eres un marciano que observa la Tierra desde las alturas. Puedes ver objetos diminutos en la superficie que se mueven sobre todo en línea recta y de vez en cuando hacen giros en ángulos rectos. Si pudieras acercarte un poco, verías que estos objetos se mueven únicamente cuando entran en ellos objetos aún más pequeños y que dejan de moverse cuando salen. Si contaras con sensores, podrías determinar que consumen hidrocarburos y oxígeno, y que emiten dióxido de carbono y agua, así como algunos contaminantes y calor. Pero no tendrías la menor idea de qué son realmente estos objetos y mucho menos de cómo funcionan. Sólo conociendo detalladamente la estructura del objeto, podrías saber que está hecho de cientos de componentes que funcionan juntos y que tiene un motor conectado a un cigüeñal que hace girar las ruedas. Necesitarías conocer aún más detalles para saber que el motor mismo tiene cámaras con pistones que reciben una mezcla de combustible y oxígeno que se enciende gracias a una bujía y que esto empuja el pistón.
Ocurre lo mismo cuando tratamos de entender las moléculas. Conocer la estructura precisa del ADN revolucionó nuestras ideas sobre cómo consigue almacenar, transmitir y replicar información genética. Pero el ribosoma no era una molécula sencilla como el ADN. Era enorme y compleja, y parecía demasiado intimidante e inabordable.
FIGURA 2.6. Alfred Tissières y James Watson, dos pioneros de la investigación del ribosoma (cortesía del Cold Spring Harbor Laboratory).
Muchos grandes científicos, como Crick, que desempeñaron papeles clave para determinar cómo se codifica la información en el ADN, se dieron por vencidos con el ribosoma y dejaron ese tema para estudiar otros problemas. Sydney Brenner, otro eminente colega de Crick y uno de los descubridores del ARNm, dijo en la década de 1960 que la estructura del ribosoma era un problema trivial y no hacía falta estudiarlo en Cambridge, puesto que este tipo de trabajo sería realizado, en cualquier caso, por los estadounidenses. Esto me recuerda cuando el senador George Aiken dijo, respecto de la irresoluble guerra de Vietnam, que “Estados Unidos debería declarar que había ganado y salir de ahí”. Uno de los primeros biólogos moleculares que insistió en estudiar el ribosoma fue Watson, que trabajó en el problema con Alfred Tissières, un bioquímico de Ginebra que estaba de visita en su laboratorio. Casi 40 años más tarde, en una reunión en Cold Spring Harbor en 2001, Watson rememoró esos días y recordó que, en cuanto entendió lo complejo que era el ribosoma, supo de inmediato que nunca conoceríamos su estructura.
Cuando me instalé en el laboratorio de Mauricio Montal, el ribosoma no estaba para nada en mis planes, pero, tras pasar allí unos pocos meses, me encontré en Scientific American un artículo sobre el tema que cambiaría mi vida. El artículo describía cómo se puede ubicar la multitud de proteínas distintas en el ribosoma usando dispersión de neutrones, una técnica que conocían los físicos pero que casi no se usaba en biología. Los autores eran Don Engelman y Peter Moore, y recordé que Don fue una de las personas que expresaron su interés en tenerme como estudiante de posdoctorado durante mi tránsito de la física a la biología. Pensé que, si me había querido sin tener ninguna formación en biología, podría estar aún más interesado ahora que ya había aprendido algo sobre la disciplina y tenía más de un año de experiencia en el laboratorio. También se me ocurrió que había aprendido suficiente biología como para hacer investigación en esta área y que no necesitaba obtener un segundo doctorado.
Así que le escribí a Don para recordarle nuestra correspondencia previa y le conté que ahora estaba aún más preparado para un posdoctorado. Puesto que sabía que su principal interés, igual que el de Mauricio, eran las membranas y las proteínas de las membranas, le expliqué que me gustaría trabajar sobre ese tema en su laboratorio. Respondió informándome que no tenía ningún lugar disponible, pero que su colaborador Peter Moore sí, y que, si iba con él y trabajaba con ribosomas, podría hacer algo de investigación sobre membranas en mi tiempo libre. Para entonces yo sabía que los ribosomas eran de una importancia fundamental, así que accedí. Resultó después que no tendría nada de “tiempo libre”.
Peter escribió poco después para informarme que iría a San Diego para un congreso y que le daría gusto conocerme. Fui al centro para verlo y me llamó la atención su característico atuendo elegante, con una chaqueta de pana marrón, y sus gruesos anteojos y sus modales que respondían perfectamente al estereotipo de un intelectual de la Ivy League. Y en efecto lo era. Entró muy joven a la competitiva vida académica y se quedó para siempre, y nunca supe si de verdad entendía qué se sentía no haber pertenecido toda la vida a instituciones de élite. Su padre era un pionero de la cirugía de trasplantes en Harvard y Peter mismo había estudiado en escuelas privadas y luego en Yale antes de hacer su posgrado en Harvard, donde trabajó con Watson en el ribosoma. Después comenzó a trabajar en Ginebra con Alfred Tissières —amigo y colaborador de Watson—, que para entonces ya era puntero en la investigación del ribosoma. Allí se dedicó a purificar las diferentes proteínas que lo conforman.
Cuando se dio cuenta de que la clave para entender el ribosoma era descifrar su estructura y que tenía que aprender análisis estructural, dejó Ginebra y viajó al Laboratorio de Biología Molecular (LMB, por las siglas de Laboratory of Molecular Biology) del Medical Research Council (MRC) en Cambridge, Inglaterra. Este laboratorio era un descendiente directo de la unidad MRC en la que Watson y Crick hicieron su trabajo sobre ADN y que para entonces se había convertido en una Meca para estudiar las estructuras de toda clase de moléculas biológicas. Los estadounidenses se referían al laboratorio como el MRC, como si fuera el único de los muchos laboratorios que el Medical Research Center financiaba en todo el país que fuera digno de conocerse. Los británicos lo llamaban MRC-LMB o sencillamente LMB, como se le conoce actualmente.
