Zvučni jež ponekad i nadzvučni jež, najčešće sonični jež (eng. sonic hedgehog) jest protein koji je kod ljudi kodiran genom SHH sa hromosoma 7. Ova signalna molekula je ključna u regulaciji embrionske morfogeneze kod svih ispitivanih, različitih vrsta životinja. SHH kontrolira organogenezu i organizaciju centralnog nervnog sistema, udova, prstiju i mnogih drugih dijelova tela. Zvučni jež je morfogen koji oblikuje embrion u razvoju koristeći gradijent koncentracije koji karakteriše model francuske zastave. Ovaj model ima neujednačenu distribuciju SHH molekula koja upravlja različitim sudbinama ćelija prema koncentraciji. Mutacije ovog gena mogu uzrokovati prozencefalopatiju, neuspjeh podjele u moždanim hemisferama, kao što je pokazano u eksperimentu koji koristi SHH nokaut-miševe u kojem se srednja linija prednjeg mozga nije uspjela razviti i umjesto toga nastala je samo jedna spojena telencefalonska vezikula. Još uvijek ima ulogu u diferencijaciji, proliferaciji i održavanju tkiva i kod odraslih. Abnormalna aktivacija SHH signalizacije u tkivima odraslih uključena je u različite tipove karcinoma uključujući dojke, kožu, mozak, jetru, žučnu kesu i mnoge druge.
Otkriće i nomenklatura Gen ježa (hh) je prvi put identificiran kod Drosophila melanogaster, u klasičnim snimcima koje su uradili Christiane Nüsslein-Volhard i Eric Wieschaus, objavljenim u 1980. Ovi snimci — koji su osvojili Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu 1995., zajedno sa razvojnim genetičarom Edwardom B. Lewisom — za identifikaiju gena koji kontroliraju segmentacija u ebrionu Drosophila. Gubitak funkcije hh uzrokuje mutantni fenotip, kada embrioni budu prekriveni zubcimima, tj. malim šiljastim izbočinama koje liče na bodljee ježa. Istraživanja Philipa Inghama, Andrew P. McMahon i Clifforda Tabina, s ciljem pronalaska ekvivalenta ježa kod kičmenjaka otkrila su tri homologna gena.
Dva od ovih gena—„pustinjski jež“ i „indijski jež“— nazvani su po vrstama ježa, dok je „sonični jež“ dobio ime po Sonic the Hedgehog , naslovnom protagonisti istoimene franšize video igara. Gen je tako nazvao Robert Riddle, koji je bio postdoktorski saradnik Laboratorije Clifford Tabin, nakon što se njegova supruga Betsy Wilder vratila kući sa časopisom o igricama koji sadrži reklamu za "Sonic the Hedgehog" video igrica. Kod zebrica nađena su dva od tri duplirana gena kod kičmenjaka: hh i SHH i SHH b (ranije opisan kao tiggywinkle hedgehog, nazvan po The Tale of Mrs. Tiggy-Winkle, liku iz knjiga za djecu Beatrix Potter) i ihha i ihhb ranije opisan kao tiggywinkle hedgehog, nazvan po Mrs. Tiggy-Winkle, liku iz Beatrix Potter, knjiga za djecu) i ranije opisan kao tiggywinkle hedgehog. knjiga za djecu) i ranije opisan kao tiggywinkle hedgehog, nazvan po Mrs. Tiggy-Winkle, liku iz Beatrix Potter, knjiga za djecu) i ranije opisan kao tiggywinkle hedgehog, nazvan po Mrs. Tiggy-Winkle, liku iz Beatrix Potter, knjiga za djecu, i ranije opisan kao tiggywinkle hedgehog,
Funkcija
Utvrđeno je da od homologa hh, SHH ima najkritičniju ulogu u razvoju, djelujući kao morfogen uključen u oblikovanje mnogih sistema—uključujući hormone prednjeg režnja hipofize, moždani neopalij, kičmenu moždinu, pluća, zube i talamus preko zona limitans intrathalamica. Kod kičmenjaka, razvoj udova i prstiju zavisi od lučenja zona polarizirajuće aktivnosti zvučnog ježa, koje se nalaze na zadnjoj strani embrionskog ekstremitetnog pupoljka. Mutacije u genu SHH ljudskog soničnoog ježa uzrokuju holoprozencefaliju tip 3 HPE3, kao posljeicu gubitka ventralne srednje linije. Put transkripcije zvučnog ježa je također povezan sa formiranjem specifičnih tipova kancerogenih tumora, uključujući embrionski cerebellumski tumor. i meduloblastom, a kao i napredovanje tumora karcinom prostate.
Da bi se SHH eksprimirao u udovima embriona u razvoju, morfogen koji se zove faktor rasta fibroblasta mora se izlučiti iz apikalnog ektodermnog grebena. Također se pokazalo da zvučni jež djeluje kao aksonska replika. |Pokazano je da SHH privlači komisurne aksone na ventralnoj srednjoj liniji kičmene moždine u razvoju. Konkretno, SHH privlači retinske ganglijske ćelije (RGC) aksona u niskim koncentracijama i odbija ih u višim koncentracijama. Pokazalo se da odsustvo (neekspresija) SHH kontrolira rast zadnjih udova u nastajanju kod kitova (kitovi i delfini).
Gen SHH je član porodice ježevih gena s pet varijacija prerade DNK sekvence ili varijanti transkripta. SHH se nalazi na hromosomu 7 i pokreće proizvodnju proteina zvučnog ježa. Ovaj protein šalje signale kratkog i dugog dometa embrionskim tkivima da regulira razvoj. Ako je gen SHH mutiran ili odsutan, protein zvučnog ježa ne može djelovati kako treba. Zvučni jež doprinosi rastu ćelija, diferencijaciji i formiranju ćelija, strukturiranju i organizaciji tjelesnog plana građe. Ovaj protein funkcionira kao vitalna morfogena signalna molekula i ima važnu ulogu u formiranju mnogih različitih struktura u razvoju embriona. "SHH" gen utiče na nekoliko glavnih sistema organa, kao što su nervni, kardiovaskularni, respiratorni i mišićno-koštani sistem. Mutacije gena SHH mogu uzrokovati malformaciju komponenti ovih sistema, što može rezultirati velikim problemima u razvoju embriona. Na mozak i oči, naprimjer, mogu značajno uticati mutacije ovog gena i uzrokovati poremećaje kao što su mikroftalmija i holoprozencefalija. Mikroftalmija je stanje koje utiče na oči, što rezultira malim, nerazvijenim tkivima na jednom ili oba oka. To može dovesti do problema u rasponu od koloboma jednog oka do potpunog odsustva očiju. Holoprozencefalija je stanje koje je najčešće uzrokovano mutacijom gena SHH koja uzrokuje nepravilno razdvajanje lijeve i desne hemisfere mozga i dismorfiju lica. Mnogi sistemi i strukture se u velikoj mjeri oslanjaju na ispravnu ekspresiju gena SHH i naknadnog proteina zvučnog ježa, čime se izdvaja kao esencijalni gen za razvoj.
Da bi se SHH eksprimirao u udovima embrija u razvoju, morfogen zvan faktor rasta fibroblasta mora biti izlučen iz apikalnog dijela ektodermnog grebena.
Procesuiranje SHH prolazi kroz niz koraka obrade prije nego što se izluči iz ćelije. Novosintetizovani SHH teži 45 kDa i naziva se preprotein. Kao izlučeni protein, sadrži kratku signalnu sekvencu na svom N-kraju, koji prepoznaje čestica prepoznavanja signala tokom translokacije u endoplazmatski retikulum (ER) , prvi korak u lučenju. Proteina. Kada se translokacija završi, signalnu sekvencu uklanja signalna peptidaza u ER. Tamo se SHH podvrgava autoprocesiranju za generiranje 20 kDa N-terminalnog signalnog domena (SHH-N) i 25 kDa C-terminalnog domena bez poznate signalne uloge. Cijepanje je katalizirano proteazama unutar C-terminalnog domena. Tokom reakcije, na C-terminal dodaje se molekula holesterola SHH-N. Dakle, C-terminalni domen djeluje kao intein i holesterolska transferaza. Još jedan hidrofobni dio, palmitat, dodaje se u alfa-amin N-terminalni cistein SHH-N. Ova modifikacija je potrebna za efikasnu signalizaciju, što rezultira 30-strukim povećanjem potencije u odnosu na nepalmitilirani oblik, a provodi je član membranski vezana O-aciltransferaza porodice protein-cistein N-palmitoiltransferaza HHAT.
Robotnikinin Pronađen je potencijalni inhibitor signalnog puta zvučnog ježa i nazvan je "robotnikinin"— u čast neprijatelja Sonic the Hedgehog, Dr. Ive "Eggmana" Robotnika. thumb|Interakcija između proteina SHH i Gli koja proizvodi različite tipove ventralnih neurona thumb|Prerada SHH thumb|Zvučni jež
Takođerpogledajte Pikahurin Zbtb7
Reference
Dopunska literatura
Vanjski linkovi
An introductory article on SHH at Davidson College Rediscovering biology: Unit 7 Genetics of development .. Expert interview transcripts interview with John Incardona PhD .. explanation of the discovery and naming of the sonic hedgehog gene ‘Sonic Hedgehog’ sounded funny at first .. New York Times November 12, 2006 .. GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Anophthalmia / Microphthalmia Overview SHH – sonic hedgehog US National Library of Medicine
Kategorija:Proteini Kategorija:Morfogeni Kategorija:HINT domen Kategorija:Ćelijska signalizacija Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Ligandi (biohemija) Kategorija:Geni na hromosomu 7 Kategorija:Proteomika