¿Cómo saben las células en un embrión humano dónde están ubicadas en el cuerpo y cómo deben desarrollarse? ¿Por qué ciertas células forman un dedo mientras que otras no? Los biólogos de Friburgo han explicado los mecanismos que controlan estos pasos al mostrar por qué las venasse forman en puntos particulares en el ala de una mosca de la fruta. La proteína Pentagone propaga una señal particular en el ala que le dice a las células cómo comportarse. "Las proteínas Dpp y Pentagone, que son cruciales para este paso en el desarrollo del organismo Drosophila melanogaster,también están presentes de forma similar en humanos ", dice el biólogo de Friburgo, Dr. Giorgos Pyrowolakis." Los principios fundamentales que se dilucidan en este estudio también son activos en humanos, donde pueden controlar cosas como las células forman dedos ". Pyrowolakis y un equipoincluidos Jennifer Gawlik, el Dr. Mark Norman, Alexander Springhorn y Robin Vuilleumier publicaron sus hallazgos en la revista eLife . En el futuro, los resultados podrían contribuir a nuestra comprensión del origen de los trastornos del desarrollo.
La proteína Dpp se encuentra en un campo celular en varias concentraciones. Las células ubicadas en el medio del ala futura producen Dpp. La proteína se propaga al resto de las células en el tejido, volviéndose menos concentrada en el proceso. En matemáticaEn términos, este fenómeno se conoce como gradiente de concentración. Una célula activa diferentes genes dependiendo de dónde se encuentre en el gradiente. Cada célula se desarrolla según lo especificado por los genes activados en ella, y las venas se desarrollan cuando se alcanzan ciertos umbrales., el gradiente determina la distancia entre las venas del ala de la mosca de la fruta.
Las células ubicadas más lejos de la fuente Dpp producen Pentagone. Sin esta proteína, no habría gradiente de concentración en la red celular y Dpp se quedaría estancado en el punto de su producción. Si el gen para Pentagone se desactiva en las moscas de la fruta,las alas de los insectos son más pequeñas y falta la vena externa ". Pentagone hace que Dpp se siga extendiendo", explica Pyrowolakis, "extendiendo así el rango de distribución de la proteína".
Los biólogos de Friburgo aclararon los mecanismos moleculares detrás de estos procesos en su estudio. Dpp se une a los receptores ubicados en la superficie de la célula en el ala futura e inicia una cascada de señales en la célula. La cascada de señales activa diferentes genes dependiendo de cuántoslos receptores están unidos por Dpp. Pentagone se une a una parte particular de los receptores, los denominados co-receptores. Funcionan como tentáculos, "agarrando" proteínas y pasándolas al receptor. Pentagone hace que los co-receptores sean empujadosen la célula para descomponerse. Esto reduce la cantidad de co-receptores que pueden unirse y transmitir Dpp en la célula, haciendo que los receptores sean menos activos. El gradiente de concentración de Pentagone es opuesto al de Dpp.la celda se encuentra en el punto donde se produce Pentagone, menos Dpp puede unirse. La cantidad de Pentagone se ajusta para que coincida con la de Dpp. "Cuando el ala crece, el gradiente de Dpp también se expande", dice Pyrowolakis.egula el gradiente de manera similar a cómo un termostato ajusta la temperatura "
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Materiales proporcionado por BIOSS - Centro de estudios de señalización biológica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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