Proteína tumoral 53, más comúnmente conocido como p53, es un producto proteico de un tramo de ácido desoxirribonucleico (ADN) en el cromosoma 17 en humanos y en otras partes de otros organismos eucariotas.
Es un factor de transcripcion, lo que significa que se une a un segmento de ADN que se está sometiendo transcripción dentro ácido ribonucleico mensajero (ARNm).
En particular, la proteína p53 es una de las más importantes de las genes supresores de tumores. Si esa etiqueta suena impresionante y esperanzadora, bueno, es ambas cosas. De hecho, en aproximadamente la mitad de los casos de cáncer humano, p53 está regulado incorrectamente o está en una forma mutada.
Una célula sin suficiente o el tipo correcto de p53 es similar a un equipo de baloncesto o fútbol que compite sin su mejor jugador defensivo; Sólo después de que el elemento crítico pero no anunciado se ha eliminado de la mezcla, la extensión del daño que previamente había sido prevenido o mitigado por ese elemento se vuelve completamente evidente.
Antecedentes: el ciclo celular
Después de célula eucariota se divide en dos células hijas idénticas, cada una genéticamente idéntica a la madre, comienza su ciclo celular en interfase. La interfase a su vez incluye tres etapas: G1 (primera fase de intervalo), S (fase de síntesis) y G2 (segunda fase de intervalo).
En G1, la célula replica todos sus componentes excepto su material genético (los cromosomas que contienen una copia completa del ADN del organismo). En Fase S, la célula replica sus cromosomas. En G2, la célula comprueba si hay errores de replicación en su propio trabajo.
Entonces, la célula entra en mitosis (Fase M).
Mitosis es mucho más corto que la interfase, e incluye las etapas de profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. (Algunas fuentes educativas, especialmente las más antiguas, omiten la prometafase).
Durante la mitosis, los cromosomas se condensan y se alinean a lo largo del eje central de la célula, y el núcleo se divide en dos núcleos hijos.
Entonces la célula como un todo se divide (citocinesis) en dos nuevas células hijas para completar el ciclo.
La mutación del gen p53
El gen p53 codifica un producto que viene en forma de "tipo salvaje" (que, a pesar del nombre, simplemente significa "normal") y formas mutantes.
La proteína de tipo salvaje es el producto activo en la supresión de tumores. Sin embargo, el tipo mutante no solo es dominante sobre el tipo salvaje, lo que significa que niega la función normal de p53, sino que incluso puede ser un tumor.promoviendo, o oncogénico, por sí mismo.
Por lo tanto, heredar una copia mutante del gen mutante p53 y uno del gen supresor de tumores p53 es más adverso que no tener p53 en su genoma.
Se pone peor. Los tumores con copias de p53 mutante muestran resistencia al tratamiento de quimioterapia convencional, por lo que no solo hereda La mutación del gen p53 predispone a las personas al cáncer, hace que esos tumores y células cancerosas sean inusualmente difíciles de detectar. tratar.
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¿Qué hace p53?
¿Cómo funciona p53 su magia de supresión de tumores? Antes de profundizar en eso, es útil saber qué hace este factor de transcripción de manera más general en células, además de su papel clave para ayudar a prevenir una cantidad incalculable de enfermedades malignas en humanos poblaciones.
En condiciones normales de celda, dentro de la celda núcleo, la proteína p53 se une al ADN, lo que hace que otro gen produzca una proteína llamada p21CIP. Esta proteína que interactúa con otra proteína, cdk2, que normalmente estimula división celular. Cuando p21CIP y cdk2 forman un complejo, la célula se congela en cualquier fase o estado de división en el que se encuentre.
Esto, como verá en detalle en breve, es especialmente pertinente en la transición de la fase G1 a la fase S del ciclo celular.
La p53 mutante, por el contrario, no puede unirse eficazmente al ADN y, como resultado, p21CIP no puede servir en su capacidad habitual para indicar el cese de la división celular. Como consecuencia, las células se dividen sin restricciones y se forman tumores.
La forma defectuosa de p53 está implicada en una variedad de malignidades, que incluyen cáncer de mama, cáncer de colon, cánceres de piel y otros carcinomas y tumores muy comunes.
La función de p53 en el ciclo celular
El papel de p53 en el cáncer es su función clínicamente más relevante por razones obvias. Sin embargo, la proteína también actúa para asegurar el buen funcionamiento de la gran cantidad de divisiones celulares que ocurren en el cuerpo humano todos los días y que se están desarrollando en usted en este momento.
Si bien los límites entre las etapas del ciclo celular pueden parecer arbitrarios y tal vez sugieran fluidez, las células muestran distintas puestos de control en el ciclo: puntos en los que se puede abordar cualquier problema con la celda para que los errores no se pasen a las celdas hijas en el futuro.
Es decir, una célula preferiría "elegir" detener su propio crecimiento y división que continuar a pesar del daño patológico de su contenido.
Por ejemplo, la transición G1 / S, justo antes Replicación de ADN ocurre, se considera un "punto sin retorno" para que las células se dividan. p53 tiene la capacidad de detener la división celular en esta etapa si es necesario. Cuando p53 se activa en este paso, conduce a la transcripción de p21CIP, como se describió anteriormente.
Cuando p21CIP interactúa con cdk2, el complejo resultante puede evitar que las células pasen por el punto de no retorno.
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El papel de p53 en la protección del ADN
La razón por la que p53 podría "querer" detener la división celular tiene que ver con problemas en el ADN de la célula. Las células, dejadas a su suerte, no comenzarán a dividirse incontrolablemente a menos que haya algo mal en el núcleo, donde el material genético mentiras.
La prevención de mutaciones genéticas es una parte clave del control del ciclo celular. Las mutaciones que se transmiten a las generaciones futuras de células pueden impulsar el crecimiento celular anormal, como el cáncer.
El daño del ADN es otro desencadenante confiable de la activación de p53. Por ejemplo, si se detecta daño en el ADN en el punto de transición G1 / S, p53 detendrá la división celular a través del mecanismo de múltiples proteínas descrito anteriormente. Pero además de participar en los puntos de control habituales del ciclo celular, p53 puede ser convocado a la acción a pedido, cuando la célula detecta que está en presencia de amenazas a la integridad del ADN.
p53, por ejemplo, se activa cuando detecta mutágenos (agresiones físicas o químicas que pueden causar Mutaciones de ADN). Uno de ellos es la luz ultravioleta (UV) del sol y las fuentes artificiales de luz solar, como las camas de bronceado.
Ciertos tipos de Radiación UV han sido sólidamente implicados en cánceres de piel y, por lo tanto, cuando p53 percibe que la célula está experimentando condiciones que podrían conducir a una división celular descontrolada, se mueve para cerrar el espectáculo de división celular.
El papel de p53 en la senescencia
La mayoría de las células no continúan dividiéndose indefinidamente a lo largo de la vida de un organismo.
Así como una persona tiende a acumular signos visibles de "desgaste" con el envejecimiento, desde las arrugas y el "hígado manchas "a cicatrices de cirugías y lesiones sufridas durante un período de décadas, las células también pueden acumular daño. En el caso de las células, esto toma la forma de mutaciones acumuladas en el ADN.
Los médicos saben desde hace mucho tiempo que la incidencia de cáncer tiende a aumentar con la edad; dado lo que los científicos saben sobre la naturaleza del ADN antiguo y la división celular, esto tiene mucho sentido.
Esta condición de haber acumulado daño celular relacionado con la edad se llama senectudy se acumula en todas las células más antiguas con el tiempo. No sólo la senescencia en sí misma no es problemática, sino que normalmente provoca un "retiro" planificado por parte de las células afectadas de una mayor división celular.
La senescencia protege a los organismos
La pausa de la división celular protege al organismo porque la célula no "quiere" correr el riesgo de comenzar a dividirse y luego no puede detenerse debido al daño infligido por las mutaciones del ADN.
En cierto modo, esto es como una persona que sabe que está enferma con una enfermedad contagiosa evitando las multitudes para no transmitir la bacteria o el virus relevante a otros.
La senescencia está gobernada por telómeros, que son segmentos de ADN que se acortan con cada división celular sucesiva. Una vez que estos se reducen a una cierta longitud, la célula interpreta esto como una señal para pasar a la senescencia. La vía p53 es el mediador intracelular que reacciona a los telómeros cortos. La senescencia protege así contra la formación de tumores.
El papel de p53 en la muerte celular sistemática
Ciertamente, "muerte celular sistemática" y "suicidio celular" no suenan como términos que implican circunstancias beneficiosas para las células y organismos afectados.
Sin embargo, la muerte celular programada, un proceso llamado apoptosis, es realmente necesario para la salud del organismo porque dispone de células que son especialmente propensas a formar tumores según las características reveladoras de estas células.
La apoptosis (del griego "caída") ocurre en todas las células eucariotas bajo la guía de ciertos genes. Da lugar a la muerte de células que los organismos perciben como dañadas y, por lo tanto, constituyen un peligro potencial. p53 ayuda a regular estos genes aumentando su producción en las células diana para prepararlas para la apoptosis.
La apoptosis es una parte normal del crecimiento y el desarrollo incluso cuando el cáncer y la disfunción no están en juego. Si bien la mayoría de las células pueden "preferir" la senescencia a la apoptosis, ambos procesos son vitales para preservar el bienestar de las células.
El papel amplio e importante de p53 en la enfermedad maligna
Con base en la información anterior y el énfasis, está arriba, está claro que el trabajo principal de p53 es prevenir el cáncer y el crecimiento de tumores. A veces, los factores que no son directamente cancerígenos en el sentido de dañar directamente el ADN pueden incrementar el riesgo de enfermedad maligna indirectamente.
Por ejemplo, el virus del papiloma humano (VPH) puede aumentar el riesgo de cáncer de cuello uterino en las mujeres al interferir con la actividad de p53. Este y otros hallazgos similares sobre las mutaciones de p53 subrayan el hecho de que las mutaciones del ADN que pueden conducir al cáncer son extremadamente común, y que si no fuera por el trabajo de p53 y otros supresores de tumores, el cáncer sería extraordinariamente común.
En resumen, una gran cantidad de células en división están plagadas de peligrosos errores de ADN, pero la gran mayoría de estos se vuelven ineficaces por apoptosis, senescencia y otras salvaguardias contra células incontroladas división.
La vía p53 y la vía Rb
p53 es quizás la vía celular más importante y mejor estudiada para combatir el flagelo letal del cáncer y otras enfermedades que dependen del ADN defectuoso u otros componentes celulares dañados. Pero no es el único. Otro de estos caminos es el Rb (retinoblastoma) ruta.
Tanto p53 como Rb se ponen en marcha señales oncogénicas, o signos interpretados por la célula como predisponentes al cáncer. Estas señales, dependiendo de su naturaleza precisa, pueden inspirar la regulación al alza de p53, Rb o ambos. El resultado en ambos casos, aunque a través de diferentes señales descendentes, es la detención del ciclo celular y un intento de reparar el ADN dañado.
Cuando esto no es posible, la célula se desvía hacia la senescencia o la apoptosis. Las células que evaden este sistema a menudo pasan a formar tumores.
Puede pensar en el trabajo de p53 y otros genes supresores de tumores como poner bajo custodia a un sospechoso humano. Después de un "juicio", la célula afectada es "sentenciada" a apoptosis o senescencia si no puede ser "rehabilitada" mientras está bajo custodia.
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