Las semaforinas son una clase de proteínas secretadas y de membrana que se identificaron originalmente como moléculas guía de conos de crecimiento axonal . Actúan principalmente como señales inhibidoras de corto alcance y envían señales a través de complejos receptores multiméricos . [1] [2] Las semaforinas suelen ser señales para desviar los axones de regiones inapropiadas, especialmente importantes en el desarrollo del sistema neuronal . La clase principal de proteínas que actúan como receptores se denominan plexinas , y en muchos casos las neuropilinas son sus correceptores. Los principales receptores de las semaforinas son las plexinas, que han establecido funciones en la regulación de las GTPasas de la familia Rho . Trabajos recientes muestran que las plexinas también pueden influir en R-Ras , que, a su vez, puede regular las integrinas. Esta regulación es probablemente una característica común de la señalización de las semaforinas y contribuye sustancialmente a nuestra comprensión de la biología de las semaforinas.
Cada semaforina se caracteriza por la expresión de una región específica de unos 500 aminoácidos llamada dominio sema .
Las semaforinas recibieron su nombre de la palabra inglesa Semaphore , que proviene del griego y significa portador de signos . [3]
Las semaforinas se agrupan en ocho clases principales según la estructura y los análisis de árboles filogenéticos . [4] Los primeros siete están ordenados por número, de la clase 1 a la clase 7. El octavo grupo es la clase V, donde V significa virus . Las clases 1 y 2 se encuentran únicamente en invertebrados, mientras que las clases 3, 4, 6 y 7 se encuentran únicamente en vertebrados. La clase 5 se encuentra tanto en vertebrados como en invertebrados, y la clase V es específica de los virus.
Las clases 1 y 6 se consideran homólogas entre sí; cada uno de ellos está unido a una membrana en invertebrados y vertebrados, respectivamente. Lo mismo se aplica a las clases 2 y 3; Ambos son proteínas secretadas específicas de sus respectivos taxones .
Cada clase de semaforina tiene muchos subgrupos de moléculas diferentes que comparten características similares. Por ejemplo, las semaforinas de clase 3 van desde SEMA3A hasta SEMA3G.
En los humanos, los genes son:
Diferentes semaforinas utilizan diferentes tipos de receptores:
Las semaforinas son ligandos versátiles. Su descubrimiento se refería a la guía de los axones en las yemas de las extremidades de los saltamontes en 1992, pero desde entonces se ha descubierto que las semaforinas desempeñan un papel en muchos procesos. No sólo guían el desarrollo de los axones, sino que también desempeñan funciones importantes en la función inmune (clases 4, 6 y 7) y el desarrollo de los huesos. Las semaforinas de clase 3 son una de las clases de semaforinas más versátiles, en las que Sema3a es la más estudiada.
Durante el desarrollo, las semaforinas y sus receptores pueden participar en la clasificación de grupos de neuronas motoras y en la modulación de la búsqueda de rutas para los axones aferentes y eferentes desde y hacia estos grupos. [6] Por ejemplo, Sema3a repele los axones de los ganglios de la raíz dorsal, los nervios faciales, los nervios vagales, los nervios olfatorio-sensoriales, corticales, los nervios del hipocampo y los nervios cerebelosos.
Las semaforinas de clase 3 tienen una función importante después de lesiones traumáticas del sistema nervioso central , como una lesión de la médula espinal . Regulan las células neuronales y no neuronales asociadas con la lesión traumática debido a su presencia en el tejido cicatricial. Las semaforinas de clase 3 modulan el crecimiento axonal , la revascularización , la remielinización y la respuesta inmune después de un traumatismo del sistema nervioso central. [7]