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hace 10 años como las cámaras CCD que las sustituyeron parte de los que actúan en la célula– y que en principio no
no eran lo suficientemente sensibles para reducir la son tratables por difracción de rayos X ó RMN. Lo más
radiación electrónica a los mínimos necesarios. La interesante, si cabe, es que hay espacio para que la
revolución en la criomicroscopía electrónica ha llegado tecnología mejore mucho más, no sólo con el desarrollo de
con el reciente desarrollo de los de los detectores directos detectores de electrones más eficientes, sino también con
de electrones, basados en la tecnología CMOS mejores sistemas ópticos y con la introducción de otras
(Complementary Metal Oxide Semiconductor), en cuyo tecnologías que están siendo implementadas. El camino
diseño ha estado involucrado entre otros el propio para los estudios de biología estructural in situ en el
Henderson (37). Estos detectores son muy sensibles, interior celular es una frontera muy cercana que está
producen imágenes con una alta relación de señal sobre el siendo abordada ya con gran éxito mediante
ruido y, además, son también extremadamente rápidos en criotomografía electrónica (42). El futuro que se presenta
el registro de la información, de tal manera que en un para la criomicroscopía electrónica no puede ser más
segundo pueden registrar decenas de imágenes – prometedor.
fotogramas-. Esta rapidez permite compensar otro
problema asociado con la radiación electrónica, el AGRADECIMIENTOS
calentamiento local de la muestra allí donde es irradiada,
que produce un movimiento y “difuminado” de la imagen Este trabajo ha sido posible gracias a las ayudas del
registrada en los antiguos sistemas. Este problema, que Ministerio de Economía y Competitividad BFU2016-
destruía la información de los detalles estructurales a nivel 75984 (JMV) y BFU2014-54181 (JLC).
atómico, deja de serlo ahora gracias al alineamiento y
promediado de los “fotogramas”, que eliminan el REFERENCIAS
difuminado de la información.
1. Valpuesta JM. A la búsqueda del secreto de la vida. Una
El segundo problema técnico es que los programas breve historia de la Biología Molecular. Madrid:
informáticos que manejaban las imágenes de las moléculas Hélice-CSIC 2008.
individuales –para su clasificación, promediado,
reconstrucción tridimensional- no eran suficientemente 2. Roentgen WC. Ueber eine neue Art von Strahlen.
buenos en la clasificación de las partículas y en el refinado Annalen der Physik und Chemie 1898; 64: 1-11
angular a que se ha hecho mención anteriormente. La
solución a este problema ha venido de la mano de la 3. Laue M von. Kritische Bemerkungen zu den Deutungen
implementación de técnicas de “máxima verosimilitud”, der Photogramme von Friedrich und Knipping.
desarrolladas entre otros en el grupo de José María Carazo Physikalische Zeitschrift 1913; 14: 421–3.
en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) (38)
y llevadas a su máximo nivel por Sjors Scheres (primero 4. Bragg WH. X-rays and crystalline structure. Science
en el CNB y luego en el Laboratory of Molecular Biology) 1914, 40:795-802.
(39).
5. Hodgkin DC. The X-ray analysis of the structure of
A estos dos desarrollos cruciales–los detectores penicillin. Adv Sci. 1949; 6:85-9.
directos de electrones y los programas de “máxima
verosimilitud”-, se han unido otras importantes mejoras 6. Sumner JB. The isolation and crystallization of the
técnicas que tienen que ver con la automatización en la enzyme urease. J. Biol. Chem. 1926; 69: 435–41.
toma de imágenes y su tratamiento (indispensables para
obtener las decenas de miles de proyecciones que se 7. Northrop JH. Crystalline pepsin, 1: Isolation and tests of
necesitan para resolver las estructuras a nivel atómico), así purity. J. Gen. Physiol. 1930; 13:739–66.
como en la mejora de la óptica y estabilidad de los propios
microscopios electrónicos. La unión de todos estos 8. Pauling L. The Nature of the Chemical Bond and the
factores ha dado como resultado lo que ha venido en Structure of Molecules and Crystals: An Introduction
llamarse la “resolution revolution”, un salto en la calidad to Modern Structural Chemistry. Cornell University
de la criomicroscopía electrónica y a una Pres 1931.
“democratización” de la técnica –lo que ha permitido que
decenas de grupos por todo el mundo estén realizando 9. Mirsky AE, Pauling L. On the Structure of Native,
magníficos trabajos a muy alta resolución (40,41)-. La Denatured, and Coagulated Proteins. Proc Natl Acad
criomicroscopía electrónica ha dejado ya de ser la Sci U S A. 1936; 22:439-47.
“hermana pequeña” de las técnicas estructurales y posee
una enorme capacidad en la determinación estructural no 10. Astbury WT, Street A. X-ray studies of the structures
sólo de pequeñas proteínas sino también grandes of hair, wool and related fibres. I. General. Trans. R.
complejos macromoleculares. Además, y esto quizás es su Soc. Lond. 1931; A230: 75–101.
mayor ventaja, está perfectamente adaptada para analizar
los complejos transitorios que se forman de manera 11. Pauling L, Corey RB, Branson HR. The structure of
inestable entre conjuntos de proteínas –que son la mayor proteins; two hydrogen-bonded helical configurations
of the polypeptide chain. Proc Natl Acad Sci U S A.
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain 1951; 37:205-11.
12. Pauling L, Corey RB. The pleated sheet, a new layer
configuration of polypeptide chains. Proc Natl Acad
Sci U S A. 1951; 37: 251-6.
13. Kendrew JC, Bodo G, Dintzis HM, Parrish RG,
Wyckoff H, Phillips DC. A three-dimensional model
of the myoglobin molecule obtained by x-ray analysis.
Nature 1958; 181: 662-6.
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