Geny potlačující nádory: Co to je?

Rakovina je komplexní genetická porucha vykazující značnou variabilitu Národní onkologický institut. Zděděné nebo získané genetické mutace mohou způsobit, že se buňky rozpadnou a z normálních buněk se stanou neregulované továrny na hromadnou produkci buněk.

Neomezený růst buněk zvyšuje přirozenost buněčný cyklus, což může vést k tvorbě lidské rakoviny, pokud geny potlačující nádory zasahovat.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Geny potlačující nádory jsou přirozenou armádou těla proti progresi nádoru a rakoviny. Zdravé tumor potlačující geny fungují k regulaci buněčné aktivity. Mutované nebo chybějící geny potlačující nádor zvyšují riziko vzniku nádoru.

Somatické buňky lidského těla obsahují tisíce genů normálně umístěných na 46 chromozomech. Genetický materiál v DNA určuje dědičné vlastnosti, včetně vzácných geny na rakovinu. Na molekulární úrovni fungují geny syntetizováním proteinů, které řídí buněčnou diferenciaci, růst, reprodukci a dlouhověkost.

Somatická mutace

Rakovinné nádory výsledkem nepříznivých genových mutací replikovaných buňkami. Pozměněné proteinové sekvence odesílají do buňky vadné zprávy, které narušují normální provoz. Když dojde k mutacím, normální tumor supresorové geny mohou někdy opravit poškození DNA postižených buněk nebo označit neopravitelně poškozené buňky za účelem jejich destrukce.

Mutace genů potlačujících nádor mohou vést k abnormálnímu růstu buněk a tvorbě nádoru. Určité zděděné mutace, jako např BRCA1 a BRCA2, jsou spojeny například s vyšším rizikem rakoviny prsu. Běžnou mutací v rakovinných buňkách je nepřítomnost nebo porucha p53gen.

Jádro funguje jako velící centrum buňky a řídí genovou expresi a dělení buněk. Rychlost růstu buněk je dána věkem, stavem a měnícími se potřebami organismu. Protoonkogeny pomáhají buňkám dělit se normálním způsobem. Anti-Division tumor supresorové geny zabraňují přemnožení pomocí různých strategií.

Onkogeny může způsobit, že buňka roste nepravidelně a mimo kontrolu. Rychlý, neregulovaný růst buněk je spojen s tvorbou nádoru. Rakovina může také nastat, když jsou vypnuty geny pro potlačení nádoru, takže tělo je zranitelné vůči škodlivým genetickým mutacím.

V lidském těle je přibližně 250 onkogenůa700 tumor supresorových genů které regulují fungování buněk, podle článku z roku 2015 v EBioMedicine.

Například p21CIP je inhibitor kinázy který hraje aktivní roli při potlačení nádoru. Konkrétně p21CIP může potlačit růst nádoru, opravit poškozenou DNA a inhibovat smrt buněk způsobením poškození tkáně.

Protože rakovina je genetické onemocnění, akumulace mutací v průběhu života zvyšuje pravděpodobnost vzniku nádoru. Rakovinné nádorové buňky jsou „vrak genetického vlaku“ složený z mutací patogenních buněk, genových fúzí a abnormální genové exprese, jak je popsáno v EBioMedicine. Geny potlačující nádory mohou pomoci buňce reagovat na mutace před rozdělením a předáním změněné DNA.

Ochranné účinky genů potlačujících nádory mohou zahrnovat:

• Inhibice dělení poškozených buněk
• Oprava mutované / poškozené DNA 
• Odstranění nefunkčních buněk 

Například, protein p53 je tumor supresorový gen - mapovaný na 17. chromozomu - který kóduje protein zapojený do buněčné regulace. Funguje vazbou na specifickou oblast DNA, která stimuluje produkci proteinu p21, který následně inhibuje nekontrolované dělení buněk a související nádory.

APC protein vytvořený genem APC spolupracuje s dalšími proteiny v buňce za účelem správy buněčných funkcí. APC je považován za supresor nádoru, protože APC zabraňuje příliš rychlému dělení buněk a sleduje počet chromozomů následujících buněčné dělení. Mutace genu APC mohou zvýšit riziko polypů a rakoviny tlustého střeva.

Lidské tělo se chrání tím, že zabíjí mutované nebo poškozené buňky, které jsou potenciálně škodlivé. Tento proces se nazývá apoptóza, typ programované buněčné smrti.

Proteiny potlačující nádory fungují jako vrátní, kteří zastavují potenciální hrozby. Gen potlačující nádor p53 kóduje například proteiny, které říkají poškozeným buňkám, aby se samy zničily.

BCL-2, který se nachází na chromozomu 18, je protoonkogen, který udržuje rovnováhu mezi živými a umírajícími buňkami. Podskupiny proteinu slouží pro- nebo anti-apoptotické funkci. Mutace genu BCL-2 mohou vést k rakovině, jako je leukémie a lymfom.

The Faktor nekrózy nádorů Gen (TNF) kóduje cytokinový protein podílející se na regulaci zánětu. TNF hraje roli v apoptóze, diferenciace buněk a autoimunitní poruchy. TNF v makrofágech může zabíjet určité typy rakovinných buněk v nádorech.

Buňky jsou konečné a po opakovaném dělení buněk nakonec vstupují do stárnutí. Senescence je období zastaveného růstu. Když buňky vstoupí do stárnutí, přestanou se dělit jako způsob, jak zastavit stárnutí, poškození genetický materiál od předání do dceřiných buněk.

Pokud se buňky, které mají být ve stáří, dělí, může to přispět k růstu nádoru. Během stárnutí se zralé buňky hromadí a vylučují zánětlivé chemikálie do sousední tkáně, což zvyšuje riziko onemocnění souvisejících s věkem, jako je rakovina.

Objevování léků, které přimějí zhoubné buňky do stárnutí a snižují jejich vylučování zánětlivých chemikálií, může rozšířit možnosti léčby rakoviny.

Cyklin-dependentní kinázy (CDK1, CDK2) jsou proteiny zapojené do buněčného růstu. Inhibitory CDK zatknout buněčné dělení a mít potenciál „stát se důležitými zbraněmi v boji proti rakovině“, podle článku z roku 2015 Molekulární farmakologie.

Inhibitory CDK by mohly hrát roli při zpomalení nádorů a spouštění zániku rakovinných buněk. Variabilita nádorové DNA však ztěžuje vývoj specifických léků pro nádory, které fungují Všechno nádory _._

Pevné nádory potřebují bohaté jídlo a kyslík. Rostoucí nádory začínají vývojem vlastních krevních cév, které dodávají palivo - proces zvaný angiogeneze. Chemické signály stimulují produkci nových krevních cév, čímž zajišťují bohatý přísun živin pro množení nádorových buněk.

Rozšiřující se nádory pak mohou metastázovat nebo se přesunout na jiná místa v těle a být fatální. Podle Národního onkologického institutu jsou testovány slibné nové léky, které zabraňují angiogenezi nádoru a hladoví na nádor. Tento přístup k léčbě rakoviny se zaměřuje na zásobování krví místo na samotný nádor.

The Gen PTEN aktivuje enzymy které pomáhají řídit růst buněk a zabraňují tvorbě nádorů. Mezi další funkce patří kontrola angiogeneze, buněčného pohybu a apoptózy. Ukázalo se, že protein p53 inhibuje angiogenezi při tvorbě nádoru, ale mechanismus není dobře znám.

Geny potlačující nádory ne vždy zvítězí, když vedou válku proti rakovině. Jiné mutace mohou znamenat, že geny jsou umlčené nebo méně aktivní.

Když rakovina napadne tělo, mohou být geny pro potlačení nádoru inaktivovány na úrovni bílkovin a zneškodněny. Agresivní rakoviny mohou dokonce způsobit vyhynutí genů potlačujících nádory z genomu.

„Dobré“ geny navíc mohou být nepoctiví. Například práce retinoblastomový protein (pRB) je potlačovat nádory blokováním růstu abnormálních buněk. Mutace v genu pRB však ve skutečnosti může vést k nekontrolovaný růst buněk a vyšší výskyt nádorů.

V roce 1971 Alfred Knudsen, Jr. publikoval svou hypotézu „dvouhodinové“ na základě studií zděděných a nezděděných případů dětského retinoblastomu (rakovina oka). Knudson pozoroval, že nádory se vyvinuly pouze tehdy, když obě kopie genu RB1 v buňkách chyběly nebo byly poškozeny.

Došel k závěru, že mutovaný gen byl recesivnía jeden zdravý gen mohl působit jako tumor supresor.

Národní onkologický institut odhaduje, že více než 100 druhů rakoviny se vyskytují u lidí. Nejběžnějším uvedeným typem jsou karcinomy - rakoviny vyskytující se v epiteliálních buňkách. Mnoho známých typů rakoviny spadá do této kategorie:

• Žlázové tkáně: Rakovina prsu, prostaty a tlustého střeva.
  
• Bazální buňky: Rakovina ve vnější vrstvě kůže.
  
• Dlaždicové buňky: Rakovina hluboko v kůži; nachází se také v podšívce určitých orgánů.
  
• Přechodné buňky: Rakovina ve výstelce močového měchýře, ledvin a dělohy.
  

Mezi další typy rakoviny patří sarkom měkkých tkání, rakovina plic, myelom, melanom a rakovina mozku. Li-Fraumeniho syndrom je zděděná predispozice ke vzácným rakovinám způsobeným mutací p53.

Bez funkčních proteinů p53 je u pacientů vyšší riziko vzniku více typů rakoviny.