Por Ana Gómez y Jorge Alfonso*
El suizo Jacques Dubochet, el germanoestadounidense Joachim Frank y el británico Richard Henderson fueron galardonados con el Premio Nobel de Química 2017 por haber desarrollado una técnica que permite la visualización de biomoléculas con alto grado de resolución: la criomicroscopía electrónica. Esta tecnología revolucionó la biología estructural y llevó a la bioquímica a una nueva era.
La cristalografía de rayos X y la resonancia magnética nuclear constituyen herramientas importantes para la determinación de estructuras de macromoléculas biológicas. Sin embargo, ambas técnicas presentan diversas limitaciones que dificultan el análisis de complejos biológicos macromoleculares, de proteínas de membrana, entre otras estructuras.
Por otra parte, la microscopía electrónica también ha contribuido notablemente al análisis estructural de complejos biológicos, y aunque representó un gran avance, esta técnica también enfrentó varios obstáculos. Entre esas barreras estaban la exposición de las muestras a condiciones de vacío, la deshidratación de las mismas y posibles alteraciones estructurales en las moléculas.
En relación a la criomicroscopía electrónica, el trabajo liderado por Jacques Dubochet y colaboradores propuso una metodología práctica que permite la vitrificación del material biológico. El rápido congelamiento de las muestras evita la formación de cristales de hielo, y de esta forma es posible conservar la integridad estructural de las moléculas, lo que las mantiene en la misma forma en las que se encuentran en solución.
Además de lo mencionado, la criomicroscopía electrónica es una técnica que requiere cantidades de muestras menores en comparación a las técnicas mencionadas anteriormente, presenta menos restricciones relacionadas con la pureza de las muestras, y permite llevar a cabo un análisis estructural de complejos macromoleculares con alta resolución, revelando detalles estructurales con una resolución próxima a 3 Ångström.
De acuerdo al comité, gracias al trabajo realizado por los científicos laureados, más adelante será posible obtener imágenes a nivel atómico de los complejos circuitos de la vida.
En otras palabras, contaremos con imágenes que nos muestren objetos en la escala de átomos. Esta técnica simplifica y torna más fácil y precisa la visualización de biomoléculas, llevando la bioquímica a una nueva era.
Literatura recomendada
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Bai, X. chen, McMullan, G., and Scheres, S.H.W., 2015. How cryo-EM is revolutionizing structural biology. Trends in Biochemical Sciences, 40 (1), 49–57.
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Nogales, E., 2015. Breve historia de la criomicroscopía electrónica. Investigación y Ciencia, Mayo, 2016, 62–69.
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Philippe, C. and Seif, I., 1984. A common function for polyoma virus large-T and papillomavirus E1 proteins? Nature, 311, 276–279.
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Real Academia de las Ciencias de Suecia, 2017. The development of cryo-electron microscopy. Nobelprize.org
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Real Academia de las Ciencias de Suecia, 2017. The Nobel Prize in Chemistry 2017 They captured life in atomic detail. Nobelprize.org
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Schauder, D.M., Lengyel, J., Pierson, J., and Patwardhan, A., 2014. Cryo-electron microscopy : A primer for the non-microscopist, 280 (1), 28–45.
*Alumnos de doctorado en Biología Experimental del Centro de Estudos de Biomoleculas Aplicadas a Saúde de la Fiocruz, Brasil, y colaboradores del Centro para el Desarrollo de la Investigación Científica (CEDIC) de Paraguay.
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