Vía de señalización Hedgehog

La vía de señalización hedgehog es una vía basada en tres proteínas específicas denominadas proteínas hedgehog.La más estudiada de estas proteínas es la proteína Sonic hedgehog, o SHH, que desempeña un papel clave en la estructuración de la forma general del cuerpo, denominada patterning en inglés.Durante la tercera semana de desarrollo, se forma una varilla sólida de mesodermo llamada notocorda en la línea media del embrión.La notocorda es extremadamente importante durante el desarrollo temprano porque influye en la forma en que se pliega el embrión.También guía cómo se diferencian y desarrollan los distintos tejidos para que el embrión acabe teniendo dos brazos, dos piernas y una cabeza, en lugar de otra combinación.Varios grupos de proteínas en la notocorda segregan proteínas que guían este proceso.Entre ellas se encuentran la proteína hedgehog del desierto (DHH), la proteína hedgehog de la India (IHH) y la proteína Sonic Hedgehog (SHH).La proteína del erizo del desierto y de la India fueron nombradas primero, y Sonic fue nombrado un poco más tarde; si han jugado a los videojuegos en los años 90, sabrán que se llama así por el roedor que se mueve rápidamente, Sonic the Hedgehog Las proteínas Hedgehog son ligandos, es decir, moléculas que se desplazan de una célula a otra y facilitan la comunicación, como las cartas que una célula puede enviar a otra a la vuelta de la esquina.Al principio del desarrollo, la notocorda envía las tres proteínas Hedgehog a las células indiferenciadas de todo el embrión.Cuando la proteína Sonic Hedgehog se libera, se difunde lentamente por el líquido intersticial y se une a un receptor llamado parche, o patched (ptc), que se encuentra en las membranas celulares de las células embrionarias.El receptor patched inhibe la diferenciación de la célula embrionaria, pero la proteína Sonic Hedgehog inhibe a patched, es decir, inhibe al inhibidor.Sin la inhibición que impone el parche, la célula embrionaria comienza a activar genes específicos que le permiten diferenciarse.Pero todas las células embrionarias no se diferencian de la misma manera: algunas pueden activar genes que les permitan formar parte de una pierna, mientras que otras pueden activar genes que les permitan formar parte de una oreja.El conjunto exacto de genes que se expresan en una célula y no en otra célula depende de la cantidad de proteína Sonic Hedgehog que llega a la célula embrionaria y del tiempo que la célula embrionaria está expuesta a la proteína Sonic Hedgehog.Se puede pensar que es la cantidad acumulada de la proteína Sonic Hedgehog la que determina qué genes se expresan y, en última instancia, en qué se convierte cada célula embrionaria.Cuando la proteína Sonic Hedgehog es liberada por la notocorda, se difunde por todo el embrión, formando un gradiente de concentración.Para verlo mejor, pensemos en una cuadrícula y digamos que cada cuadrado de la misma es una célula embrionaria.Las células embrionarias más cercanas a la notocorda se exponen a una dosis alta de la proteína Sonic Hedgehog, mientras que las células embrionarias más alejadas se exponen a una dosis menor de la proteína Sonic Hedgehog.En otras palabras, hay un gradiente de concentración.Es similar a lo que ocurre cuando una gota de colorante rojo cae en un cubo de agua: las zonas más cercanas al lugar donde cae el colorante serán rojas, y el color rojo se desvanece cuanto más se difunde el colorante en el agua.Así pues, la cantidad de proteína Sonic Hedgehog que se une a una célula embrionaria indica a esa célula dónde se encuentra en el espacio tridimensional en relación con la notocorda, que es la fuente de la proteína Sonic Hedgehog.En nuestro ejemplo, esta célula marcada con el número 2 podría saber que debe diferenciarse en tejido cerebral, mientras que ésta, marcada con el número 3, sabe que debe diferenciarse en un brazo.Ahora bien, si la notocorda sigue produciendo la proteína Sonic Hedgehog, podría parecer que, con el tiempo, todo el tablero de ajedrez estaría completamente saturado de la proteína, con cada casilla recibiendo la misma cantidad.La razón por la que esto no sucede es porque las proteínas se degradan de forma natural con el tiempo.Bien, ahora hemos establecido que las células pueden identificar dónde están en relación con la notocorda.Sin embargo, una célula en un lado de nuestro tablero de ajedrez seguiría sin tener forma de distinguirse de una célula en la misma ubicación en el lado opuesto, ya que ambas tienen la misma cantidad de proteína Sonic Hedgehog.Y muchas de las células que están muy lejos podrían no recibir ninguna proteína.Por eso es útil que la notocorda segregue varias proteínas Hedgehog diferentes, no sólo la proteína Sonic Hedgehog.Aquí tenemos la proteína Desert Hedgehog (DHH), representada en verde, que crea un gradiente que viene de la parte inferior de la notocorda.Luego está la proteína Indian Hedgehog (IHH), representada en rojo, creando un gradiente que sale del centro de la notocorda.Ahora, cada cuadrado del tablero ha sido expuesto a distintos niveles de las tres proteínas diferentes, y cada cuadrado recibe una combinación relativamente única.De hecho, en nuestro ejemplo, si te dijeran que una célula con dos proteínas azules y dos rojas (y ninguna verde) dará lugar al brazo, entonces deberías ser capaz de identificar qué células serían estas: esta de la izquierda y esta de la derecha.De hecho, por eso los dos lados del cuerpo son en gran medida simétricos.##Resumen Como breve resumen...La notocorda fabrica varias proteínas, entre ellas la proteína Sonic Hedgehog, que se une al receptor de parches en las células embrionarias.La proteína Sonic Hedgehog se difunde a través del embrión, creando un gradiente de concentración.Esto, junto con otras proteínas liberadas por la notocorda, ayuda a cada célula embrionaria a identificar exactamente dónde se encuentra en el espacio tridimensional y a desarrollarse en consecuencia.