Cristalógrafa israelí desarrolla técnica que permite analizar ribosomas y diseñar antibióticos, ganando Nobel de Química en 2009.
Crio bio-cristalografía permite analizar estructuras complejas
La científica israelí Ada Yonath desarrolló la crio bio-cristalografía, una técnica que utiliza temperaturas extremadamente bajas, cercanas a -185 °C, para preservar cristales biológicos durante análisis con rayos X. Este método permitió estudiar la estructura tridimensional de los ribosomas, macromoléculas esenciales para la síntesis de proteínas en células. Su trabajo, iniciado en la década de 1970 en el Instituto Weizmann de Ciencias, superó el desafío de cristalizar ribosomas, considerados inestables y complejos por su composición de cientos de miles de átomos. En 2009, Yonath recibió el Premio Nobel de Química junto a Venkatraman Ramakrishnan y Thomas Steitz por estos aportes.
Los ribosomas, presentes en todas las células vivas, traducen el ARN en proteínas, un proceso crítico para la vida. Antes del trabajo de Yonath, los científicos enfrentaban dificultades para obtener cristales de ribosomas estables, ya que se desintegraban bajo rayos X. Inspirada por la hibernación de osos polares, donde los ribosomas permanecen ordenados en membranas celulares, Yonath ideó enfriar los cristales con nitrógeno líquido. Esta innovación preservó la integridad cristalográfica, permitiendo mapear la posición exacta de átomos en los ribosomas mediante difracción de rayos X.
El desarrollo de la crio bio-cristalografía marcó un hito en la biología estructural. Entre 2000 y 2001, Yonath publicó en la revista Nature los primeros mapas de alta resolución de las subunidades ribosomales bacterianas. Estos mapas revelaron detalles como el túnel ribosomal, por donde emergen las proteínas recién sintetizadas, y la disposición de proteínas y ARN en la estructura. Su trabajo demostró que el ribosoma es una ribozima, una molécula que cataliza reacciones químicas, facilitando la formación de enlaces peptídicos.
La técnica de Yonath abrió nuevas posibilidades para estudiar otras biomoléculas complejas. Laboratorios de todo el mundo adoptaron la crio bio-cristalografía, que se convirtió en un estándar en biología estructural. Además, sus estudios sobre ribosomas bacterianos proporcionaron información crucial sobre cómo los antibióticos interactúan con estas estructuras, bloqueando la síntesis de proteínas en patógenos.
Datos clave sobre crio bio-cristalografía y ribosomas
- Temperatura operativa: Cristales se enfrían a -185 °C con nitrógeno líquido para evitar daños por rayos X.
- Resolución alcanzada: Mapas de subunidades ribosomales a 4.5 Å en 1999, mejorados a nivel atómico en 2001.
- Aplicación práctica: Identificación de sitios de unión de antibióticos como eritromicina en ribosomas bacterianos.
- Impacto global: Técnica adoptada en más de 500 laboratorios de biología estructural en 2025.
- Publicaciones destacadas: Artículos de Yonath en Nature (2000-2001) citados más de 10,000 veces.
Impacto en el diseño de antibióticos eficaces
Los estudios de Ada Yonath sobre ribosomas bacterianos esclarecieron los mecanismos de acción de más de 20 antibióticos. Al mapear los sitios donde fármacos como la eritromicina y la roxytromicina se unen al ribosoma, Yonath identificó cómo bloquean la síntesis de proteínas en bacterias patógenas. Esto permitió diseñar antibióticos más específicos, que requieren dosis menores y reducen efectos secundarios. Por ejemplo, la roxytromicina, con 150 miligramos dos veces al día, iguala la eficacia de 500 miligramos diarios de eritromicina.
La resistencia bacteriana, un problema creciente en 2025, complicó el tratamiento de infecciones. Yonath alertó que las bacterias desarrollan mecanismos para neutralizar antibióticos, reabriendo el túnel ribosomal. Sus investigaciones identificaron diferencias estructurales entre ribosomas bacterianos y humanos, posibilitando el diseño de fármacos que atacan solo patógenos, preservando la microbiota beneficiosa. En 2019, durante una conferencia en la Facultad de Química de la UNAM, afirmó: “Sí hay futuro para los antibióticos si enfocamos en especificidad”.
Los hallazgos de Yonath impulsaron el diseño racional de fármacos, donde las estructuras ribosomales guían la creación de moléculas más efectivas. Empresas farmacéuticas, basadas en sus publicaciones en Science y PNAS, desarrollaron antibióticos de nueva generación. En 2023, un estudio en Journal of Medicinal Chemistry citó su trabajo como base para un compuesto que inhibe ribosomas de bacterias multirresistentes, como Staphylococcus aureus.
Su contribución no se limitó a la química. En 2008, Yonath recibió el Premio L’Oréal-UNESCO “La Mujer y la Ciencia” por su impacto en la salud global. También obtuvo el Premio Wolf en Química en 2007 y el Premio Albert Einstein en 2008, consolidando su prestigio en la comunidad científica.
Trayectoria científica y contexto de su investigación
Ada Yonath, nacida en Jerusalén en 1939, creció en un entorno de escasos recursos. Sus padres, inmigrantes judíos polacos, apoyaron su educación en la Universidad Hebrea de Jerusalén, donde obtuvo un grado en Química en 1962 y un máster en Bioquímica en 1964. En 1968, se doctoró en cristalografía de rayos X en el Instituto Weizmann. Realizó estancias posdoctorales en la < کهيفية كتابة المقال باللغة العربية؟