¿Qué antibióticos inhiben la síntesis de proteínas?

¿Qué son los antibióticos?

Puede comenzar con un cosquilleo en la parte posterior de la garganta o tal vez un resfriado. Tiene una pastilla para la tos y se acuesta temprano, con la esperanza de protegerse de la enfermedad. Sin embargo, cuando te despiertas, la enfermedad parece haber tomado el control. Le moquea la nariz, está tosiendo algo espeso y verde, y su cuerpo se siente como si lo hubiera atropellado un camión.

A veces, cuando estamos enfermos así, las bacterias son las culpables. Las bacterias son organismos vivos unicelulares que pueden ser patógenos o causar enfermedades a los humanos. Si su sistema inmunológico no puede combatir las bacterias por sí solo, su médico podría recetarle un antibiótico , que es un tipo de medicamento que mata específicamente las bacterias. No funcionan en otras enfermedades como un virus, por lo que es importante que un médico le haga una prueba para detectar una infección bacteriana antes de tomarlos.

Pero, ¿cómo funcionan los antibióticos? Para muchos, la respuesta es que detienen la fabricación de moléculas importantes llamadas proteínas por parte de las bacterias . Las proteínas son moléculas diminutas que se utilizan para estructurar y funcionar dentro de todos los seres vivos. Tanto los humanos como las bacterias tienen que producir proteínas durante un proceso llamado síntesis de proteínas para mantenerse con vida. Por ejemplo, estas pequeñas moléculas son responsables de producir energía para nuestras células y de producir nuevas células cuando las necesitamos.

Sin embargo, la forma en que las bacterias y los seres humanos producen proteínas es un poco diferente. Por lo tanto, los antibióticos pueden evitar específicamente que las bacterias produzcan proteínas mientras dejan las células humanas solas. Pero antes de profundizar en cómo sucede esto, repasemos cómo ocurre la síntesis de proteínas.

Proceso de síntesis de proteínas

Las proteínas son pequeñas moléculas necesarias para toda estructura y función. Las células producen proteínas mediante la síntesis de proteínas . Las instrucciones para producir proteínas se encuentran en una molécula llamada ADN, que contiene los planos maestros de la célula. Las celdas hacen una copia de este importante documento para usar durante el proceso de fabricación; esta copia se llama ARN mensajero (ARNm) . Una vez que se copia el ARNm, se lleva a un pequeño compartimento llamado ribosoma . En las bacterias, el ribosoma está formado por dos partes, una subunidad 30S (S aquí significa svedberg, una unidad de medida que indica qué tan rápido se mueve esta partícula en una centrífuga) y una subunidad 50S. La subunidad 30S es más pequeña, de ahí el número más pequeño. Cada subunidad está compuesta por algo de su propio ARN, llamado ARN ribosómico (ARNr) y proteína.

Durante la síntesis de proteínas, las dos partes se unen y intercalan el ARNm en el medio. El ARNm se empuja a través de tres sitios: A (sitio aceptor) por donde entra, P (peptidilo) en el medio y E (salida) por donde sale el ARNm. Cuando el ARN ingresa al sitio A, el ribosoma lee las instrucciones y le dice a otra molécula llamada ARNt que busque los componentes básicos de la proteína, que se denominan aminoácidos . El alargamiento ocurre en el sitio A; aquí es donde los aminoácidos en el sitio A y P se conectan entre sí para formar una proteína. Una vez que se leen todas las instrucciones del ARNm, la cadena de aminoácidos se libera y se pliega para formar una proteína funcional.

Los antibióticos inhiben este proceso en diferentes pasos para prevenir la síntesis de proteínas en las bacterias. Veamos a continuación los diferentes tipos de inhibición de la síntesis de proteínas.

Inhibición del ribosoma 30S

Un paciente llega a la sala de emergencias tosiendo sangre y quejándose de un resfriado prolongado en el pecho. Se toman radiografías y muestras de tórax y el médico descubre que el paciente tiene tuberculosis, una infección muy grave de los pulmones. Receta un aminoglucósido, una clase de antibióticos que actúan en la subunidad 30S.

Los aminoglucósidos como la estreptomicina y la neomicina se unen a una pieza más pequeña de ARN ribosómico (ARNr) dentro de la subunidad 30S. Cuando están adheridos, el ribosoma no lee correctamente el ARNm y comete errores al crear la proteína. Si la proteína no se produce correctamente, no podrá hacer su trabajo. Sin embargo, algunas cepas de tuberculosis se han vuelto resistentes o inmunes a la estreptomicina. En respuesta, muchos médicos ahora recetan antibióticos que actúan en otras partes de la bacteria además de la síntesis de proteínas.

Las tetraciclinas son un tipo de antibióticos que incluyen la tetraciclina original, así como también doxiciclina y minociclina. Estos antibióticos se unen al sitio A del ribosoma 30, evitando que el ARNt incorpore nuevos aminoácidos. Si el tRNA no puede adherirse al ribosoma, entonces no se pueden producir nuevas proteínas.

Inhibición del ribosoma 50S

La eritromicina es un antibiótico común que se usa para tratar muchas enfermedades diferentes, desde bronquitis hasta infecciones del oído e intestinales. Este antibiótico se une a una parte del ribosoma 50S que permite que salga la cadena de aminoácidos. Si el ribosoma fuera una línea de ensamblaje, la eritromicina lo detendría al final. Esto respalda el flujo de trabajo, evitando que se agreguen nuevos aminoácidos a la cadena.

La clindomicina funciona de manera similar, uniendo la subunidad 50S y evitando que se agreguen nuevos aminoácidos. Si alguna vez ha tenido acné, la clindomicina es un antibiótico que le pueden haber recetado, ya que el acné es en realidad una infección bacteriana de la piel. Se aplica como una crema en la ubicación de los granos. ¡Asqueroso, pero afectivo!

El cloranfenicol es un antibiótico fuerte y puede dañar las células óseas y las bacterias, por lo que está reservado solo para infecciones graves. En las bacterias, bloquea la subunidad 50S para que no agregue aminoácidos durante el alargamiento. Si la bacteria no puede agregar aminoácidos, no puede producir la proteína.

Resumen de la lección

La síntesis de proteínas es el proceso que utilizan las células para producir más proteínas. Las células primero copian ADN en ARNm , que luego se mueve al ribosoma. Los ribosomas de las bacterias están formados por dos subunidades, una 30S y una 50S. El ARNm se mueve a través de tres sitios en la subunidad 30S, el sitio A, P y E, donde la subunidad 50S conecta los aminoácidos entrantes para producir una proteína . Algunos antibióticos , como la tetraciclina y los aminoglucósidos, se unen a la subunidad 30S. Otros, como la eritromicina, clindomicina y cloroanfenicol, se unen a la subunidad 50S. Los antibióticos actúan impidiendo que se adhieran nuevos aminoácidos a la cadena en crecimiento, malinterpretando el ARNm para producir la proteína incorrecta o impidiendo que traiga nuevos aminoácidos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador