Oncogen: Hvad er det? & Hvordan påvirker det cellecyklussen?

Et onkogen er et gen, der fremmer celledeling. Normale celler deler sig efter cellecyklussen, en kontrolleret proces, der koordinerer cellevækst og multiplikation i levende væv.

Efter at en celle har delt sig, går den ind i mellemfasen, hvor den enten kan forberede sig på en ny division eller stoppe delingen.

Onkogener er defekt eller muterede gener der driver celledeling, selv når det ikke er nødvendigt.

I en normal celle kaldte onkogene forløbere proto onkogener kontrollere cellevækst mens suppressorgener forhindre celler i at dele sig, når vækst ikke er nødvendig. Afhængigt af cellen er proto onkogener enten aktive, og cellen deler sig eller er slukket, og cellen holder op med at dele sig. Til processer som vækst eller reparation af vævsbeskadigelse skal celler opdele sig hurtigt, og proto-onkogener skal være aktive.

Celler som f.eks hjerneceller er højt specialiserede og deler sig ikke. I disse celler er proto-onkogener slukket.

Nogle gange beskadiges et proto-onkogen, eller dets DNA replikeres forkert. Sådanne mutationer kan tænde det permanent eller kan ændre det, så det driver celledeling mere intensivt. Disse ændrede gener bliver onkogener, og under visse betingelser hjælper de med at forårsage løbende cellevækst, hvilket resulterer i tumorer og kræft.

Ud over tilstedeværelsen af ​​onkogener er yderligere faktorer nødvendige for kræft, men onkogener er en af ​​de grundlæggende årsager.

I cellecyklus, normale celler deler sig under mitose og passerer derefter ind i mellemfase scene. Under mellemfasen forbereder celler sig enten på en anden division eller går ind i G₀ fase, hvor de holder op med at dele.

Hvis cellen skal dele sig, gennemgår den en anden cellecyklus og producerer to identiske datterceller. Normale proto-onkogener er aktive og holder cellen opdelt.

Denne form for celledeling er vigtig for at erstatte døde celler og for væksten af ​​unge organismer. For eksempel, hudceller deler sig konstant og udskifter cellerne i de ydre hudlag. Babyens celler deler sig hurtigt og giver babyen mulighed for at vokse til en voksen. Proto-onkogenerne reagerer på signaler, der siger, at der er behov for nye celler eller flere celler, og de holder cellerne delende for at imødekomme det signaliserede behov.

Når cellen gennemfører en cellecyklus, passerer den gennem tre kontrolpunkter. På disse punkter vurderes cellens tilstand. Hvis alt forløber normalt, fortsætter celledelingsprocessen. Hvis der er et problem, f.eks. Forkert DNA eller utilstrækkeligt cellemateriale til to nye celler, stopper processen.

Onkogener forstyrrer driften af ​​disse kontrolpunkter. For at afbryde cellecyklussen kan proto onkogener deaktiveres, eller et suppressorgen kan tage over. Hvis et proto-onkogen er muteret til et onkogen, kan det bede cellen om at fortsætte med at dele sig på trods af problemerne. Resultatet kan være et masse af defekte celler.

Et særligt vigtigt kontrolpunkt kommer i slutningen af ​​interfasen, inden cellen begynder at dele sig i mitosefasen. På dette tidspunkt kontrollerer cellen for at sikre, at DNA'et er blevet duplikeret fuldstændigt, og at der ikke er nogen fejl i DNA-strengene. Typiske fejl er brud i DNA'et eller forkert replikerede gener.

Hvis der er DNA-beskadigelse, skal de tilsvarende proto onkogener deaktiveres, og cellen skal stoppe delingsprocessen, da den forsøger at reparere dens DNA. Hvis der er et onkogen, kan det hjælpe cellen med at ignorere stopsignalerne og fortsætte med at dele.

De nye celler har defekt DNA og vil ikke være i stand til at fungere korrekt. I nogle tilfælde vil cellevækst fortsætte, og dattercellerne vil danne en tumor.

Undertiden finder kontrollerne ved kontrolpunktet, at celle-DNA-skader er for alvorlige til at reparere. I dette tilfælde skal cellen dø i en proces, der kaldes apoptose. Når onkogener er til stede, kan de hjælpe cellen med at omgå apoptose og fortsætte med at dele sig. De nye celler arver det defekte DNA såvel som onkogenerne og kan fortsætte med at dele sig i ubegrænset cellevækst.

Når onkogener hjælper celler med at dele sig på trods af tilstedeværelsen af ​​stop-signaler, kan cellerne vokse til en lille tumor meget hurtigt. Sådanne tumorer er ikke farlige i sig selv, fordi de ikke har en uafhængig blodforsyning, og tumorceller ikke kan migrere og invadere nabovæv. Tumorvækst og cellevandring, der forårsager metastase, kræver yderligere faktorer for at fortsætte.

Ud over proto-onkogener, der hjælper med at regulere cellevækst, har celler også tumorundertrykkende gener, der begrænser den ukontrollerede deling af celler og den unødvendige vækst af blodkar. Udvikling af en blodforsyning til voksende væv kaldes angiogenese.

Både proto-onkogener og tumorundertrykker gener kontrollere angiogenese og sørg for, at den ikke understøtter ubegrænset cellevækst. Når proto-onkogener muterer til onkogener, forstyrrer de virkningerne af tumorundertrykkende gener, mens de fremmer angiogenese. Tumoren kan derefter vokse sig større med sin egen blodforsyning.

Nogle gange fremmer onkogener ikke kun cellevækst, men aktiverer også visse cellefunktioner. Til metastase for at finde sted skal celler migrere gennem blodkar til nye steder og begynde at formere sig der. Onkogener kan aktivere cellemigrationsadfærd.

Nu kan tumoren blive farlig og kan producere kræftvækst, fordi den har sin egen blodforsyning, og tumorcellerne kan migrere gennem de nye blodkar.

• TRK: Tropomyosin-receptorkinasegenet regulerer celleopførsel i nervesystemet. Når det tilsvarende onkogen aktiveres, påvirker det cellevækst og mobilitet. Disse virkninger kan bidrage til kræftvækst.
  
• RAS: RAS-familien af ​​proteiner aktiverer gener, der styrer cellevækst, differentiering og overlevelse i hele kroppen. De tilsvarende onkogener aktiverer RAS-proteinaktivering permanent, hvilket fører til ukontrolleret cellevækst.
• ERK: De ekstracellulære signalregulerede kinaser hjælper med at kontrollere cellemitose og cellefunktioner i begyndelsen af ​​interfasen. De tilsvarende onkogener hjælper celler med DNA-replikation og arbejder undertiden sammen med RAS-onkogener.
• MIT C: MYC-genfamilien er proto-octogener, der regulerer DNA-til-RNA-transkription. Når de aktiveres som onkogener, tænder de for mange gener inklusive dem, der fremmer cellevækst, og de kan bidrage til tumordannelse.

Dannelsen af ​​onkogener fra muterede proto onkogener er kun en faktor i dannelsen af ​​ondartede kræft tumorer. Forskellige onkogener skal arbejde sammen for at fremme cellevækst og dannelse af ny tumor blodårer.

Tumorsuppressorgener skal enten slukkes, eller de kan selv muteres til en form, hvor de fremmer væksten af ​​tumorer. Endelig skal den naturlige celledød eller apoptose af celler med beskadiget DNA overvindes.

Når alle disse faktorer kommer sammen, hjælper onkogener først defekte celler med at vokse til små tumorer. De fremmer derefter dannelsen af ​​blodkar gennem angiogenese og tillader tumoren at vokse yderligere. På dette tidspunkt er kræften stadig lokaliseret og har ikke spredt sig til nærliggende væv eller gennem blodkarrene.

For at malign kræft kan udvikles, har tumorceller deres migrationsfunktion aktiveret af de tilsvarende onkogener. Nu kan tumorceller migrere ind i tilstødende væv og metastasere i hele kroppen for at producere nye tumorer. På det tidspunkt har onkogenerne hjulpet med at producere et tilfælde af ondartet kræft.

Humane onkogener kan forårsage kræft gennem mutation af normale gener. Almindelige kræftformer inkluderer lungekræft, brystkræft, kolorektal cancer og kræft i prostata. Humane kræftceller spredes via celleproliferation, mens kræftbehandling forsøger at indeholde tumorvækst og metastasering igennem kemoterapi og strålebehandling.

Kræftforskning er fokuseret på personlig behandling for at dræbe de særlige kræftceller i patientens tumor. Studerer molekylærbiologien på kræftcelleniveau og ser på hvordan genekspression fører til kræft hos hver enkelt patient tillader tilpasning af behandling, der er specifik for patientens kræft og reduktion af bivirkninger.

Som et resultat af disse behandlingsstrategier er menneskelig kræftdødelighed faldet, selvom kræft hos mennesker bliver mere almindelige.