بروتين الورم 53، المعروف أكثر باسم ص 53، هو منتج بروتيني لامتداد من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) على الكروموسوم 17 في البشر وفي أماكن أخرى في الكائنات حقيقية النواة الأخرى.
إنها عنصر الاستنساخ، مما يعني أنه يرتبط بجزء يمر من الحمض النووي النسخ داخل مرسال حمض الريبونوكلييك (مرنا).
والجدير بالذكر أن بروتين p53 هو أحد أهم البروتينات الجينات الزائدة للورم. إذا كانت هذه التسمية تبدو رائعة ومفعمة بالأمل ، فهي كلاهما. في الواقع ، في حوالي نصف حالات السرطان البشري ، يكون p53 إما منظمًا بشكل غير صحيح أو يكون في شكل متحور.
الخلية التي لا تحتوي على ما يكفي من p53 أو النوع الصحيح منها تشبه كرة السلة أو فريق كرة القدم الذي يتنافس بدون أفضل لاعب دفاعي ؛ فقط بعد أن يكون العنصر غير المعلن عنه ولكن الحاسم خارج المزيج ، يصبح مدى الضرر الذي تم منعه أو تخفيفه في السابق بواسطة هذا العنصر واضحًا تمامًا.
الخلفية: دورة الخلية
بعد خلية حقيقية النواة تنقسم إلى خليتين ابنتيتين متطابقتين ، كل منهما متطابقة وراثيًا مع الأم ، وتبدأ دورة الخلية في الطور البيني. يشمل الطور البيني بدوره ثلاث مراحل: ش 1 (مرحلة الفجوة الأولى) ، س (مرحلة التوليف) و G2 (مرحلة الفجوة الثانية).
في ش 1تقوم الخلية بتكرار جميع مكوناتها باستثناء مادتها الوراثية (الكروموسومات التي تحتوي على نسخة كاملة من DNA الكائن الحي). في المرحلة S.، تقوم الخلية بتكرار كروموسوماتها. في G2، تتحقق الخلية السارية من عملها الخاص بحثًا عن أخطاء النسخ المتماثل.
ثم تدخل الخلية الانقسام (المرحلة M.).
الانقسام المتساوي أقصر بكثير من الطور البيني ، ويتضمن مراحل الطور الأول, بروميثافيز, الطورية, طور و الطور. (بعض المصادر التعليمية ، وخاصة القديمة منها ، تحذف المرحلة الأولية).
أثناء الانقسام الفتيلي ، تتكثف الكروموسومات وتصطف على طول المحور المركزي للخلية ، وتنقسم النواة إلى نواتين ابنتين.
ثم تنقسم الخلية ككل (يظهر) في خليتين جديدتين لإكمال الدورة.
الطفرة الجينية p53
الأكواد الجينية p53 لمنتج يأتي في "النوع البري" (والذي ، على الرغم من الاسم ، يعني ببساطة "عادي") وأشكال متحولة.
البروتين من النوع البري هو المنتج النشط في قمع الورم. ومع ذلك ، فإن النوع المتحور ليس فقط هو المسيطر على النوع البري ، مما يعني أنه ينفي وظيفة p53 الطبيعية ، ولكنه قد يكون أيضًا ورمًا.تعزيز، أو مسرطنة، من تلقاء نفسها.
وبالتالي ، فإن وراثة نسخة متحولة واحدة من الجين p53 الطافر وواحد من الجين p53 الكابت للورم أكثر ضررًا من عدم وجود p53 في الجينوم الخاص بك على الإطلاق.
تزداد الأمور سوءا. تظهر الأورام ذات نسخ p53 الطافرة مقاومة للعلاج الكيميائي التقليدي ، لذلك لا يقتصر الأمر على الوراثة تهيئ الطفرة الجينية p53 الناس للإصابة بالسرطان ، مما يجعل هذه الأورام والخلايا السرطانية صعبة بشكل غير عادي يعامل.
مقالات لها صلة: 5 اختراقات حديثة تظهر سبب أهمية أبحاث السرطان
ماذا تفعل p53؟
كيف يعمل البروتين p53 سحر تثبيط الورم؟ قبل الغوص في ذلك ، من المفيد معرفة ما يفعله عامل النسخ هذا بشكل عام الخلايا ، بالإضافة إلى دورها الرئيسي في المساعدة على منع كمية لا حصر لها من الأمراض الخبيثة في الإنسان السكان.
في ظل ظروف الخلية العادية ، داخل الخلية نواة، يرتبط بروتين p53 بالحمض النووي ، مما يؤدي إلى تحفيز جين آخر لإنتاج بروتين يسمى p21CIP. هذا البروتين الذي يتفاعل مع بروتين آخر ، القرص المضغوط 2، والتي تحفز عادة انقسام الخلية. عندما يشكل p21CIP و cdk2 معقدًا ، تصبح الخلية مجمدة في أي مرحلة أو حالة انقسام فيها.
هذا ، كما سترى بالتفصيل قريبًا ، مهم بشكل خاص في الانتقال من مرحلة G1 إلى المرحلة S من دورة الخلية.
في المقابل ، لا يمكن لـ Mutant p53 الارتباط بشكل فعال بالحمض النووي ، ونتيجة لذلك ، لا يمكن أن يعمل p21CIP في قدرته المعتادة على إيقاف انقسام الخلية. ونتيجة لذلك ، تنقسم الخلايا دون قيود ، وتتشكل الأورام.
الشكل المعيب لـ p53 متورط في مجموعة متنوعة من الأورام الخبيثة ، بما في ذلك سرطان الثدي وسرطان القولون وسرطان الجلد وغيرها من السرطانات والأورام الشائعة جدًا.
وظيفة p53 في دورة الخلية
إن دور البروتين p53 في السرطان هو أكثر وظائفه صلة سريريًا لأسباب واضحة. ومع ذلك ، يعمل البروتين أيضًا على ضمان الأداء السلس لعدد كبير من الانقسامات الخلوية التي تحدث في جسم الإنسان كل يوم ، والتي تتكشف فيك في هذه اللحظة.
في حين أن الحدود بين مراحل دورة الخلية قد تبدو تعسفية وربما توحي بالسيولة ، فإن الخلايا تظهر متميزة نقاط تفتيش في الدورة - النقاط التي يمكن عندها معالجة أي مشكلات بالخلية بحيث لا يتم تمرير الأخطاء إلى الخلايا الوليدة أسفل الخط.
أي أن الخلية "تختار" عاجلاً إيقاف نموها وانقسامها بدلاً من المضي قدمًا على الرغم من الأضرار المرضية التي لحقت بمحتوياتها.
على سبيل المثال ، انتقال G1 / S ، قبل ذلك مباشرة تكرار الحمض النووي يحدث ، يعتبر "نقطة اللاعودة" لتقسيم الخلايا. p53 لديه القدرة على وقف انقسام الخلايا في هذه المرحلة إذا لزم الأمر. عندما يتم تنشيط p53 في هذه الخطوة ، فإنه يؤدي إلى نسخ p21CIP ، كما هو موضح أعلاه.
عندما يتفاعل p21CIP مع cdk2 ، يمكن للمجمع الناتج أن يمنع الخلايا من تجاوز نقطة اللاعودة.
مقالات لها صلة:أين توجد الخلايا الجذعية؟
دور p53 في حماية الحمض النووي
السبب وراء "رغبة" p53 في وضع حد لانقسام الخلية يتعلق بمشاكل في الحمض النووي للخلية. الخلايا ، التي تُترك لوحدها ، لن تبدأ في الانقسام بشكل لا يمكن السيطرة عليه ما لم يكن هناك شيء خاطئ في النواة ، حيث المادة الوراثية يكذب.
يعد منع الطفرات الجينية جزءًا أساسيًا من التحكم في دورة الخلية. يمكن أن تؤدي الطفرات التي تنتقل إلى الأجيال القادمة من الخلايا إلى نمو غير طبيعي للخلايا ، مثل السرطان.
يعد تلف الحمض النووي سببًا آخر موثوقًا لتنشيط البروتين p53. على سبيل المثال ، إذا تم اكتشاف تلف الحمض النووي عند نقطة الانتقال G1 / S ، فسيقوم p53 بإيقاف انقسام الخلايا عبر آلية البروتينات المتعددة الموضحة أعلاه. ولكن بصرف النظر عن المشاركة في نقاط التفتيش المعتادة لدورة الخلية ، يمكن استدعاء p53 للعمل عند الطلب ، عندما تشعر الخلية بوجود تهديدات لسلامة الحمض النووي.
p53 ، على سبيل المثال ، يتم تنشيطه عندما يكتشف أنه معروف المطفرة (الإهانات الجسدية أو الكيميائية التي يمكن أن تسبب طفرات الحمض النووي). واحدة من هذه هي الأشعة فوق البنفسجية (UV) من الشمس والمصادر الاصطناعية لأشعة الشمس مثل أسرة الدباغة.
أنواع معينة من الأشعة فوق البنفسجية متورط بشدة في سرطانات الجلد ، وبالتالي عندما يدرك p53 أن الخلية موجودة التي تعاني من ظروف قد تؤدي إلى انقسام خلوي غير خاضع للرقابة ، فإنه يتحرك لإغلاق عرض الانقسام الخلوي.
دور p53 في الشيخوخة
لا تستمر معظم الخلايا في الانقسام إلى أجل غير مسمى طوال حياة الكائن الحي.
مثلما يميل الشخص إلى تراكم علامات "البلى" المرئية مع التقدم في السن ، من التجاعيد و "الكبد البقع "إلى الندوب من العمليات الجراحية والإصابات التي حدثت على مدى عقود ، يمكن أن تتراكم الخلايا أيضًا تلف. في حالة الخلايا ، يأخذ هذا شكل طفرات الحمض النووي المتراكمة.
لطالما عرف الأطباء أن الإصابة بالسرطان تميل إلى الارتفاع مع تقدم العمر ؛ بالنظر إلى ما يعرفه العلماء عن طبيعة الحمض النووي القديم وانقسام الخلايا ، فإن هذا منطقي تمامًا.
تسمى هذه الحالة المتمثلة في تراكم الضرر الخلوي المرتبط بالعمر شيخوخة، ويتراكم في جميع الخلايا القديمة بمرور الوقت. لا يقتصر الأمر على أن الشيخوخة بحد ذاتها ليست مشكلة ، ولكنها عادةً ما تؤدي إلى "تقاعد" مخطط له من جانب الخلايا المصابة من الانقسام الإضافي للخلية.
الشيخوخة تحمي الكائنات الحية
تحمي الفجوة الناتجة عن انقسام الخلية الكائن الحي لأن الخلية لا "تريد" المخاطرة ببدء الانقسام ثم عدم القدرة على التوقف بسبب الضرر الذي تسببه طفرات الحمض النووي.
بطريقة ما ، هذا مثل الشخص الذي يعرف أنه مريض بمرض معدي ويتجنب الازدحام حتى لا ينقل البكتيريا أو الفيروسات ذات الصلة للآخرين.
شيخوخة يحكمها التيلوميرات، وهي أجزاء من الحمض النووي تصبح أقصر مع كل انقسام خلوي متتالي. بمجرد أن تتقلص هذه إلى طول معين ، تفسر الخلية ذلك كإشارة للمضي قدمًا في الشيخوخة. المسار p53 هو الوسيط داخل الخلايا الذي يتفاعل مع التيلوميرات القصيرة. وبالتالي فإن الشيخوخة تحمي من تكون الأورام.
دور p53 في الموت المنتظم للخلايا
من المؤكد أن "الموت المنهجي للخلايا" و "الانتحار الخلوي" لا يشبهان المصطلحات التي تشير إلى ظروف مفيدة للخلايا والكائنات الحية المتأثرة.
ومع ذلك ، الموت الخلوي المبرمج ، عملية تسمى موت الخلايا المبرمج، ضروري بالفعل لصحة الكائن الحي لأنه يتخلص من الخلايا التي من المحتمل بشكل خاص أن تشكل أورامًا بناءً على الخصائص المميزة لهذه الخلايا.
يحدث موت الخلايا المبرمج (من اليونانية "السقوط") في جميع الخلايا حقيقية النواة تحت إشراف جينات معينة. إنه يؤدي إلى موت الخلايا التي ترى الكائنات الحية أنها تالفة وبالتالي خطر محتمل. يساعد p53 على تنظيم هذه الجينات عن طريق زيادة إنتاجها في الخلايا المستهدفة لتهيئتها لموت الخلايا المبرمج.
موت الخلايا المبرمج هو جزء طبيعي من النمو والتطور حتى عندما لا يكون السرطان والخلل الوظيفي مشكلة. في حين أن معظم الخلايا قد "تفضل" الشيخوخة على موت الخلايا المبرمج ، فإن كلا العمليتين مهمتان للحفاظ على رفاهية الخلايا.
الدور الواسع والمهم لـ p53 في الأمراض الخبيثة
بناءً على المعلومات السابقة والتأكيد أعلاه ، من الواضح أن الوظيفة الأساسية لـ p53 هي منع السرطان ونمو الأورام. في بعض الأحيان ، يمكن أن تؤدي العوامل غير المسببة للسرطان بشكل مباشر بمعنى إتلاف الحمض النووي بشكل مباشر إلى زيادة خطر الإصابة بأمراض خبيثة بشكل غير مباشر.
على سبيل المثال ، يمكن لفيروس الورم الحليمي البشري (HPV) أن يزيد من خطر الإصابة بسرطان عنق الرحم لدى النساء عن طريق التدخل في نشاط p53. تؤكد هذه النتائج والنتائج المشابهة حول طفرات البروتين p53 حقيقة أن طفرات الحمض النووي التي يمكن أن تؤدي إلى الإصابة بالسرطان هي كذلك شائع للغاية ، ولولا عمل البروتين p53 وغيره من مثبطات الأورام ، لكان السرطان غير عادي. مشترك.
باختصار ، يعاني عدد كبير جدًا من الخلايا المنقسمة من أخطاء خطيرة في الحمض النووي ، ولكن الغالبية العظمى منها هذه تصبح غير فعالة من خلال موت الخلايا المبرمج والشيخوخة والضمانات الأخرى ضد الخلايا غير المنضبطة قطاع.
مسار p53 ومسار Rb
ربما يكون p53 هو المسار الخلوي الأكثر أهمية الذي تمت دراسته جيدًا لمكافحة آفة السرطان المميتة والأمراض الأخرى التي تعتمد على خلل في الحمض النووي أو مكونات خلوية أخرى تالفة. ولكنه ليس الوحيد. مسار آخر من هذا القبيل هو ر (الورم الأرومي الشبكي) مسار.
يتم ركل كلا من p53 و Rb بواسطة إشارات الأورام، أو العلامات التي تفسرها الخلية على أنها تهيئ الخلية للإصابة بالسرطان. يمكن لهذه الإشارات ، اعتمادًا على طبيعتها الدقيقة ، أن تلهم التنظيم الأعلى لـ p53 أو Rb أو كليهما. والنتيجة في كلتا الحالتين ، وإن كان ذلك من خلال إشارات مختلفة في اتجاه التيار ، هي توقف دورة الخلية ومحاولة إصلاح الحمض النووي لأي تلف في الحمض النووي.
عندما لا يكون ذلك ممكنًا ، يتم تحويل الخلية نحو الشيخوخة أو موت الخلايا المبرمج. الخلايا التي تتهرب من هذا النظام غالبًا ما تتشكل أورامًا.
يمكنك التفكير في عمل الجينات p53 والجينات الأخرى الكابتة للورم على أنها احتجاز مشتبه به بشريًا. بعد "التجربة" ، "يُحكم" على الخلية المصابة بالاستماتة أو الشيخوخة إذا لم يكن بالإمكان "إعادة تأهيلها" أثناء الاحتجاز.
مقالات لها صلة:الأحماض الأمينية: الوظيفة ، التركيب ، الأنواع