Ribosomas: qué son, función e importancia

Las células de nuestro cuerpo disponen de ‘pequeñas fábricas’ encargadas de producir proteínas. Si quieres saber más acerca de estas ‘fábricas’ conocidas como ribosomas y su papel en nuestras células y organismo, quédate que te lo contamos.

¿Qué son los ribosomas?

Los ribosomas son orgánulos celulares responsables de la síntesis de proteínas, es decir, fabrican las proteínas que permiten a las células cumplir con el correcto funcionamiento del organismo.

Aunque son diminutos, estos orgánulos actúan como fábricas que traducen la información genética codificada en el ARN mensajero (ARNm) en largas cadenas de aminoácidos, que luego se convierten en proteínas funcionales. Sin los ribosomas, nuestras células no podrían producir las proteínas necesarias para procesos vitales como el crecimiento y la reparación de tejidos.

Por ejemplo, cuando te haces una herida, los ribosomas son los que fabrican las proteínas que ayudarán a regenerar las células de la piel.

Estructura del ribosoma

La estructura del ribosoma, aunque pequeña, es increíblemente compleja y está compuesta por dos subunidades: una subunidad mayor y una subunidad menor. Estas subunidades están formadas principalmente por ARN ribosomal (ARNr) y proteínas ribosomales, que trabajan juntas como un equipo para llevar a cabo la síntesis de proteínas.

• Subunidad menor: es la encargada de leer el ARN mensajero (ARNm). Actúa como una plataforma donde el ARNm se asienta para que el ribosoma pueda «leer» la secuencia de codones. Esta lectura ocurre de manera precisa y secuencial, asegurando que cada codón sea interpretado correctamente y que el aminoácido correspondiente sea ensamblado en la proteína.
• Subunidad mayor: su función principal es la de catalizar la formación del enlace peptídico entre los aminoácidos. Cada vez que un aminoácido es entregado por una molécula de ARN de transferencia (ARNt), la subunidad mayor facilita el enlace químico entre los aminoácidos, lo que resulta en la creación de una cadena polipeptídica, es decir, una proteína en crecimiento.

Un dato curioso es que la estructura del ribosoma es prácticamente la misma en todas las formas de vida, desde las bacterias hasta los seres humanos. Esto muestra lo esencial que son para la vida.

Función de los ribosomas

Cuando hablamos de la síntesis de proteínas, es importante entender cómo los ribosomas llevan a cabo este proceso. Dicha síntesis se divide en tres etapas: iniciación, elongación y terminación. En cada una de estas fases, el ribosoma, utilizando sus tres hendiduras principales (A, P y E), asegura que la información genética del ARN mensajero (ARNm) se traduce con precisión en una secuencia de aminoácidos, formando proteínas.

A continuación, veremos cómo funcionan cada una de estas etapas y cómo los ribosomas logran producir las proteínas necesarias para el cuerpo:

Iniciación: el papel de la hendidura A

El proceso de iniciación comienza cuando el ARN mensajero (ARNm) se une a la subunidad menor del ribosoma. A partir de aquí, el ribosoma se prepara para «leer» el ARNm y encontrar el codón de inicio. En esta fase, entra en juego la primera de las tres hendiduras clave del ribosoma: la hendidura A (sitio Aminoacil). Esta hendidura es el punto donde se coloca el primer ARNt que lleva el aminoácido metionina, ya que su anticodón es complementario al codón de inicio AUG del ARNm. En este sitio, el ribosoma asegura que el ARNt correcto esté emparejado con el codón de inicio.

Cuando el ARNt con la metionina se acopla correctamente en la hendidura A, se activa el ensamblaje de la subunidad mayor del ribosoma, completando la estructura del ribosoma para que pueda pasar a la siguiente fase.

Elongación: de la hendidura A a la hendidura P

En esta fase, el ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm, leyendo los codones uno por uno. En cada paso, un nuevo ARNt, que lleva un aminoácido específico, entra en la hendidura A. Si su anticodón coincide con el codón del ARNm, el ribosoma acepta este ARNt.

Una vez que el ARNt está en la hendidura A, el ribosoma transfiere el aminoácido que estaba en la hendidura P (sitio Peptidil) a la cadena de aminoácidos en crecimiento. La reacción química que ocurre en este punto es la formación de un enlace peptídico entre el aminoácido recién llegado y el que ya está en la cadena proteica. Después de formar este enlace, el ribosoma se mueve hacia el siguiente codón del ARNm. Este movimiento empuja al ARNt de la hendidura A hacia la hendidura P, donde ahora queda el ARNt que lleva la cadena de aminoácidos en crecimiento.

Mientras tanto, el ARNt que previamente estaba en la hendidura P y ya ha transferido su aminoácido pasa a la hendidura E (sitio de salida). Desde la hendidura E, el ARNt se libera del ribosoma y queda listo para ser reutilizado o recargado con otro aminoácido.

Terminación: la función de la hendidura E

El proceso de elongación continúa hasta que el ribosoma llega a un codón de terminación en el ARNm, como UAA, UAG o UGA, que no codifican para ningún aminoácido. En lugar de un nuevo ARNt, un factor de liberación entra en la hendidura A. Este factor desencadena una serie de eventos que permiten que la cadena de aminoácidos se libere del ribosoma. Una vez que se libera la nueva proteína, el ribosoma se desensambla: las subunidades mayor y menor se separan, y el ARNm y los ARNt restantes se liberan.

Este proceso en las tres hendiduras permite que el ribosoma sintetice proteínas con gran precisión, asegurando que los aminoácidos se ensamblen en el orden correcto para formar proteínas funcionales.

Tipos de ribosomas

Existen varios tipos de ribosomas en función del tipo de célula y su localización. Aunque todos los ribosomas comparten la misma función esencial (la síntesis de proteínas), sus características varían según el entorno celular en el que se encuentren. A continuación, veremos los cuatro tipos principales de ribosomas:

Ribosomas eucariotas

Los ribosomas eucariotas se encuentran en las células eucariotas, como las de los animales, plantas y hongos. Estos ribosomas están presentes tanto en el citoplasma como en el retículo endoplasmático rugoso. Son más grandes que los ribosomas de otros tipos de células, con subunidades que se denominan 60S (subunidad mayor) y 40S (subunidad menor). La «S» hace referencia al coeficiente de sedimentación, que es una medida del tamaño y la forma de las moléculas en ultracentrifugación.

La mayor complejidad de los ribosomas eucariotas refleja la diversidad de funciones que realizan en organismos multicelulares, donde deben coordinar la producción de proteínas en respuesta a señales específicas. Además, estos ribosomas tienen más proteínas asociadas en comparación con los ribosomas procariotas.

Ribosomas procariotas

En las células procariotas, como las bacterias, los ribosomas son más pequeños y simples. Estas estructuras tienen subunidades de 50S y 30S. La simplicidad de los ribosomas procariotas hace que sean un objetivo ideal para ciertos antibióticos, como la eritromicina y la tetraciclina, que interfieren en su función sin afectar a los ribosomas eucariotas.

Dado que las bacterias no poseen orgánulos membranosos como el retículo endoplasmático, los ribosomas procariotas están libres en el citoplasma. La menor complejidad de estos ribosomas también refleja el hecho de que las bacterias llevan a cabo funciones celulares más simples que las células eucariotas, aunque igualmente esenciales.

Ribosomas mitocondriales

Los ribosomas mitocondriales se encuentran en las mitocondrias, los orgánulos encargados de generar energía en las células eucariotas. Curiosamente, estos ribosomas se asemejan más a los ribosomas procariotas, lo que respalda la Teoría endosimbiótica. Esta teoría propone que las mitocondrias fueron, en un pasado lejano, bacterias independientes que se integraron en células primitivas eucariotas.

Los ribosomas mitocondriales son importantes para la síntesis de las proteínas necesarias para la función de las mitocondrias. Aunque pequeños y menos complejos que los ribosomas citoplasmáticos, son indispensables para la producción de ATP, la molécula que las células usan como fuente de energía.

Ribosomas plastidiales

Los ribosomas plastidiales están presentes en los cloroplastos de las células vegetales y algas. Como los ribosomas mitocondriales, los plastidiales son similares a los ribosomas de las bacterias. Los cloroplastos son los orgánulos responsables de la fotosíntesis y los ribosomas plastidiales sintetizan las proteínas necesarias en este proceso.

Estos ribosomas también presentan subunidades de 50S y 30S, similares a los ribosomas procariotas. La presencia de ribosomas propios en los cloroplastos es otra evidencia de que estos orgánulos alguna vez fueron organismos procariotas autónomos.

¿Dónde se localizan los ribosomas?

Los ribosomas pueden encontrarse en diferentes lugares dentro de la célula. Su ubicación varía según el tipo de célula y el destino de las proteínas que están sintetizando.

Ribosomas libres en el citoplasma

En las células tanto eucariotas como procariotas, algunos ribosomas flotan libremente en el citoplasma. Los ribosomas libres se encargan principalmente de sintetizar proteínas que se usarán directamente en el citoplasma o dentro de la célula misma.

Estas proteínas tienen funciones variadas, como la regulación de procesos metabólicos, la reparación celular y la replicación de ADN. Un ejemplo de este tipo de proteínas es la actina, que es clave para el citoesqueleto de las células.

Ribosomas unidos al retículo endoplásmico rugoso

Otra población de ribosomas está unida a la membrana del retículo endoplásmico rugoso (RER). Estos ribosomas producen proteínas que serán secretadas fuera de la célula o que serán integradas en la membrana celular.

Las proteínas sintetizadas en los ribosomas del RER incluyen enzimas digestivas, hormonas como la insulina y proteínas de la membrana. Esta capacidad de dirigir proteínas a distintos destinos hace que el RER, junto con los ribosomas asociados, sea fundamental en la producción de proteínas para funciones específicas fuera del citoplasma.

Ribosomas en las mitocondrias y cloroplastos

Además de los ribosomas libres y los que están adheridos al retículo endoplásmico, existen ribosomas que se encuentran dentro de orgánulos especializados como las mitocondrias en células animales y los cloroplastos en células vegetales. Estos ribosomas son algo diferentes de los que se encuentran en el citoplasma, tanto en estructura como en tamaño.

Por ejemplo, los ribosomas mitocondriales y plastidiales (cloroplastidiales) tienen más similitudes con los ribosomas de las bacterias, lo que respalda la teoría endosimbiótica. Esta teoría sostiene que las mitocondrias y los cloroplastos son descendientes de bacterias que fueron absorbidas por las células primitivas eucariotas, estableciendo una relación simbiótica​.

Diferencias entre ribosomas citoplasmáticos y orgánulos

Una de las principales diferencias entre los ribosomas citoplasmáticos y los ribosomas en mitocondrias o cloroplastos es su tamaño y composición. Los ribosomas mitocondriales y cloroplastidiales tienen subunidades más pequeñas y operan de manera similar a los ribosomas procariotas. Esta similitud es una prueba más de que estos orgánulos tienen un origen bacteriano.

En las mitocondrias, por ejemplo, los ribosomas sintetizan proteínas esenciales para la producción de energía a través de la respiración celular, mientras que en los cloroplastos producen proteínas necesarias para la fotosíntesis.