Onkogeeni: Mikä se on? & Kuinka se vaikuttaa solusykliin?

Onkogeeni on geeni, joka edistää solujen jakautuminen. Normaalit solut jakautuvat solusyklin mukaan, kontrolloitu prosessi, joka koordinoi solujen kasvua ja lisääntymistä elävässä kudoksessa.

Kun solu on jakautunut, se siirtyy vaiheiden väliseen vaiheeseen, jonka aikana se voi joko valmistautua uuteen jakautumiseen tai lopettaa jakautumisen.

Onkogeenit ovat viallinen tai mutatoituneet geenit että ajaa solujen jakautumista, vaikka sitä ei tarvita.

Normaalissa solussa onkogeenien esiasteita kutsutaan proto-onkogeenit hallita solujen kasvua samalla tukahduttavat geenit estää soluja jakautumasta, kun kasvua ei tarvita. Solusta riippuen proto-onkogeenit ovat joko aktiivisia ja solu jakautuu tai sammuu ja solu lopettaa jakautumisen. Kasvun tai kudosvaurioiden korjaamisen kaltaisissa prosesseissa solujen on jaettava nopeasti, ja proto-onkogeenien on oltava aktiivisia.

Solut kuten aivosolut ovat pitkälle erikoistuneita eivätkä jakaudu. Näissä soluissa proto-onkogeenit ovat sammutettu.

Joskus proto-onkogeeni vaurioituu tai sen DNA replikoituu väärin. Tällaiset mutaatiot voivat kytkeä sen päälle pysyvästi tai muuttaa sitä siten, että se ajaa solujen jakautumista voimakkaammin. Näistä muuttuneista geeneistä tulee onkogeenejä, ja tietyissä olosuhteissa ne auttavat aiheuttamaan karanneiden solujen kasvua, mikä johtaa kasvaimiin ja syöpään.

Onkogeenien läsnäolon lisäksi syövälle tarvitaan muita tekijöitä, mutta onkogeenit ovat yksi perussyistä.

vuonna solusykli, normaalit solut jakautuvat mitoosin aikana ja siirtyvät sitten soluun välivaihe vaiheessa. Interfaasin aikana solut joko valmistautuvat toiseen jakoon tai menevät G: hen₀ vaihe, jossa he lopettavat jakautumisen.

Jos solun on tarkoitus jakautua, se käy läpi toisen solusyklin ja tuottaa kaksi identtistä tytärsolua. Normaalit proto-onkogeenit ovat aktiivisia ja pitävät solut jakautumattomina.

Tällainen solujen jakautuminen on tärkeää kuolleiden solujen korvaamiselle ja nuorten organismien kasvulle. Esimerkiksi, ihosolut jakavat ja korvaavat jatkuvasti solut ulommissa ihokerroksissa. Vauvojen solut jakautuvat nopeasti ja antavat vauvan kasvaa aikuiseksi. Protonkogeenit reagoivat signaaleihin, joiden mukaan uusia tai useampia soluja tarvitaan, ja ne pitävät solut jakautumassa vastaamaan ilmoitetun tarpeen.

Kun solu suorittaa solusyklin loppuun, se kulkee kolmen läpi ohjauspisteet. Näissä kohdissa solun kunto arvioidaan. Jos kaikki etenee normaalisti, solujen jakautumisprosessi jatkuu. Jos on ongelma, kuten virheellinen DNA tai riittämätön solumateriaali kahdelle uudelle solulle, prosessi pysähtyy.

Onkogeenit häiritsevät näiden kontrollipisteiden toimintaa. Solusyklin keskeyttämiseksi proto-onkogeenit voivat deaktivoitua tai suppressorigeeni voi ottaa vallan. Jos proto-onkogeeni on mutatoitunut onkogeeniksi, se voi kertoa solulle jatkaa jakautumista ongelmista huolimatta. Tulos voi olla a viallisten solujen massa.

Erityisen tärkeä kontrollipiste tulee interfaasin lopussa ennen kuin solu alkaa jakautua mitoosivaiheessa. Tässä vaiheessa solu tarkistaa, että DNA on täysin kopioitu ja ettei DNA-säikeissä ole virheitä. Tyypillisiä virheitä ovat katkokset DNA: ssa tai väärin replikoidut geenit.

Jos DNA-vaurioita esiintyy, vastaavat proto-onkogeenit tulisi poistaa käytöstä ja solun on lopetettava jakautumisprosessi yrittäessään korjata sen DNA. Jos onkogeenia on läsnä, se voi auttaa solua sivuuttamaan pysäytyssignaalit ja jatkamaan jakautumista.

Uusilla soluilla on viallinen DNA eivätkä pysty toimimaan kunnolla. Joissakin tapauksissa solujen kasvu jatkuu, ja tytärsolut muodostavat kasvaimen.

Joskus kontrollipisteen tarkastuksissa havaitaan, että solun DNA-vaurio on liian vakava korjaamaan. Tässä tapauksessa solun on tarkoitus kuolla prosessissa, jota kutsutaan apoptoosi. Kun onkogeenejä on läsnä, ne voivat auttaa solua ohittamaan apoptoosin ja jatkamaan jakautumista. Uudet solut perivät viallisen DNA: n sekä onkogeenit ja voivat jatkaa jakautumista rajoittamattomassa solukasvussa.

Kun onkogeenit auttavat soluja jakautumaan pysäytyssignaalien läsnäolosta huolimatta, solut voivat kasvaa pieneksi kasvaimeksi hyvin nopeasti. Tällaiset kasvaimet eivät ole itsessään vaarallisia, koska niillä ei ole itsenäistä verenkiertoa, ja kasvainsolut eivät voi siirtyä ja tunkeutua naapurikudoksiin. Kasvaimen kasvu ja solumigraatio, joka aiheuttaa etäpesäkkeitä, edellyttävät lisäkertoimia.

Protokoonogeenien lisäksi, jotka auttavat säätelemään solujen kasvua, soluilla on myös kasvainta estäviä geenejä, jotka rajoittavat solujen hallitsematonta jakautumista ja verisuonten tarpeetonta kasvua. Verenkierron kehittämistä kasvavalle kudokselle kutsutaan angiogeneesi.

Sekä proto-onkogeenit että tuumorisuppressori geenit hallita angiogeneesiä ja varmista, että se ei tue rajoittamatonta solukasvua. Kun proto-onkogeenit mutatoituvat onkogeeneiksi, ne häiritsevät tuumorisuppressorigeenien vaikutuksia samalla kun ne edistävät angiogeneesiä. Kasvain voi sitten kasvaa suuremmaksi omalla verenkierrollaan.

Joskus onkogeenit paitsi edistävät solujen kasvua myös aktivoivat tiettyjä solutoimintoja. Sillä etäpesäkkeet solujen on tapahduttava verisuonten kautta uusille paikoille ja aloitettava lisääntyminen siellä. Onkogeenit voivat aktivoida solujen muuttokäyttäytymisen.

Nyt kasvain voi tulla vaaralliseksi ja aiheuttaa syöpäkasvua, koska sillä on oma verenkierto ja kasvainsolut voivat kulkeutua uusien verisuonten läpi.

• TRK: Tropomyosiinireseptorikinaasigeeni säätelee solujen käyttäytymistä hermostossa. Kun vastaava onkogeeni aktivoidaan, se vaikuttaa solujen kasvuun ja liikkuvuuteen. Nämä vaikutukset voivat vaikuttaa syövän kasvuun.
  
• RAS: RAS-proteiiniperhe aktivoi geenit, jotka säätelevät solujen kasvua, erilaistumista ja eloonjäämistä koko kehossa. Vastaavat onkogeenit kytkevät RAS-proteiinin aktivaation pysyvästi päälle, mikä johtaa hallitsemattomaan solukasvuun.
• ERK: Solunulkoisen signaalin säätelemät kinaasit auttavat hallitsemaan solumitoosia ja solutoimintoja interfaasin alussa. Vastaavat onkogeenit auttavat soluja DNA-replikaatiossa ja toimivat joskus yhdessä RAS-onkogeenien kanssa.
• MINUN C: MYC-geeniperhe on proto-oktogeenejä, jotka säätelevät DNA-RNA-transkriptiota. Kun ne aktivoidaan onkogeeneinä, ne käynnistävät monia geenejä, mukaan lukien ne, jotka edistävät solujen kasvua, ja ne voivat edistää kasvaimen muodostumista.

Onkogeenien muodostuminen mutatoiduista proto-onkogeeneistä on vain yksi tekijä pahanlaatuisten syöpäkasvainten muodostumisessa. Eri onkogeenien on tehtävä yhteistyötä solukasvun ja uuden kasvaimen muodostumisen edistämiseksi verisuonet.

Tuumorisuppressorigeenit on joko kytkettävä pois päältä tai ne voivat itse mutatoitua muotoon, jossa ne edistävät kasvainten kasvua. Lopuksi solujen, joilla on vaurioitunut DNA, luonnollinen solukuolema tai apoptoosi on voitettava.

Kun kaikki nämä tekijät kohtaavat, onkogeenit auttavat ensin viallisia soluja kasvamaan pieniksi kasvaimiksi. Sitten ne edistävät verisuonten muodostumista angiogeneesin kautta ja antavat kasvaimen kasvaa edelleen. Tässä vaiheessa syöpä on edelleen paikallista eikä ole levinnyt naapurikudokseen tai verisuonien kautta.

Pahanlaatuisen syövän kehittymiseksi kasvainsolujen migraatiotoiminto on kytketty päälle vastaavilla onkogeeneillä. Nyt kasvainsolut voivat siirtyä viereiseen kudokseen ja metastasoitua koko kehossa uusien kasvainten tuottamiseksi. Tässä vaiheessa onkogeenit ovat auttaneet tuottamaan pahanlaatuisen syövän.

Ihmisen onkogeenit voivat aiheuttaa syöpää normaalien geenien mutaation kautta. Yleisiä syöpiä ovat keuhkosyöpä, rintasyöpä, paksusuolen syöpä ja eturauhanen syöpä. Ihmisen syöpäsolut leviävät solujen lisääntymisen kautta, kun taas syöpähoito yrittää hillitä kasvaimen kasvua ja etäpesäkkeitä kemoterapia ja sädehoito.

Syöpätutkimus keskittyy yksilölliseen hoitoon potilaan kasvaimen tiettyjen syöpäsolujen tappamiseksi. Molekyylibiologian tutkiminen syöpäsolutasolla ja miten geenien ilmentyminen johtaa yksittäisen potilaan syöpään, mahdollistaa potilaan syöpäkohtaisen hoidon räätälöinnin ja sivuvaikutusten vähentämisen.

Näiden hoitostrategioiden seurauksena ihmisen syöpäkuolleisuus on laskenut, vaikka ihmisen syöpä yleistyy.