P53 (TP53) kasvainproteiini: toiminta, mutaatio

Kasvaimen proteiini 53, yleisemmin tunnettu nimellä s. 53, on proteiinituote deoksiribonukleiinihapon (DNA) jaksosta kromosomissa 17 ihmisissä ja muualla muissa eukaryoottisissa organismeissa.

Se on transkriptiotekijä, mikä tarkoittaa, että se sitoutuu meneillään olevaan DNA-segmenttiin transkriptio osaksi messenger-ribonukleiinihappo (mRNA).

Erityisesti p53-proteiini on yksi tärkeimmistä tuumorisuppressorigeenit. Jos tämä etiketti kuulostaa vaikuttavalta ja toiveikkaalta, niin se on molempia. Itse asiassa noin puolessa ihmisen syöpätapauksista p53 on joko väärin säädelty tai mutatoituneessa muodossa.

Solu, jossa ei ole tarpeeksi tai oikeanlaista p53: ta, muistuttaa koripallo- tai jalkapallojoukkueita, jotka kilpailevat ilman ylintä puolustavaa pelaajaa; vasta sen jälkeen kun tuntematon mutta kriittinen elementti on poissa sekoituksesta, ilmenee täysin vahingon laajuus, jonka kyseinen elementti oli aiemmin estänyt tai lieventänyt.

Jälkeen eukaryoottinen solu jakautuu kahteen identtiseen tytärsoluun, joista kukin on geneettisesti identtinen äidin kanssa, se aloittaa solusyklin

Sisään G1, solu replikoi kaikki komponentit paitsi sen geneettisen materiaalin (kromosomit, jotka sisältävät täydellisen kopion organismin DNA: sta). Sisään S-vaihe, solu replikoi kromosomiaan. Sisään G2, solu todellisuudessa tarkistaa oman työnsä replikointivirheiden varalta.

Sitten solu siirtyy mitoosiin (M-vaihe).

Mitoosi on paljon lyhyempi kuin välivaihe, ja se sisältää vaiheet profaasi, prometafaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi. (Joissakin koulutuslähteissä, erityisesti vanhemmissa, jätetään pois prometafaasi.)

Mitoosin aikana kromosomit tiivistyvät ja kohdistuvat solun keskiakselia pitkin, ja ydin jakautuu kahteen tytärytimeen.

Sitten solu kokonaisuudessaan jakautuu (sytokineesi) kahteen uuteen tytärsoluun syklin loppuun saattamiseksi.

P53-geeni koodaa tuotetta, joka tulee "villityypiksi" (joka nimestä huolimatta tarkoittaa yksinkertaisesti "normaalia") ja mutanttimuodossa.

Villityypin proteiini on tuote, joka on aktiivinen kasvaimen tukahduttamisessa. Mutanttityyppi ei kuitenkaan ole vain hallitseva villityypin suhteen, mikä tarkoittaa, että se hylkää normaalin p53-toiminnan, mutta se voi olla jopa kasvain-edistäminentai onkogeeninen, omillaan.

Siten yhden mutanttikopion p53-mutanttigeenistä ja yhden p53-tuumorisuppressorigeenistä periminen on haitallisempaa kuin p53: n puuttuminen genomissasi ollenkaan.

Se pahenee. Kasvaimet, joilla on mutantteja p53-kopioita, osoittavat vastustuskykyä tavanomaiselle kemoterapiahoidolle, joten ei vain periydy p53-geenimutaatio altistaa ihmiset syöpään, se tekee näistä kasvaimista ja syöpäsoluista epätavallisen vaikeaa kohdella.

Aiheeseen liittyvä artikkeli: 5 viimeisintä läpimurtoa, jotka osoittavat, miksi syöpätutkimus on niin tärkeää

Kuinka p53 toimii tuumorisuppressiotaikollaan? Ennen kuin sukellat siihen, on hyödyllistä oppia, mitä tämä transkriptiotekijä tekee yleisemmin sen keskeisen roolin lisäksi, joka auttaa estämään lukemattoman määrän pahanlaatuisia sairauksia ihmisillä populaatioista.

Normaaleissa soluolosuhteissa, solun sisällä ydin, p53-proteiini sitoutuu DNA: han, joka laukaisee toisen geenin tuottamaan proteiinia nimeltä p21CIP. Tämä proteiini, joka on vuorovaikutuksessa toisen proteiinin kanssa, cdk2, joka normaalisti stimuloi solujen jakautuminen. Kun p21CIP ja cdk2 muodostavat kompleksin, solu jäätyy missä tahansa vaiheessa tai jakotilassa se on.

Tämä, kuten näet yksityiskohtaisesti pian, on erityisen merkityksellistä siirtymässä solusyklin G1-vaiheesta S-vaiheeseen.

Mutantti p53 sitä vastoin ei voi sitoutua tehokkaasti DNA: han, ja sen seurauksena p21CIP ei voi toimia tavanomaisessa kyvyssä signaalin solujen jakautumisen lopettamiseen. Tämän seurauksena solut jakautuvat rajoituksetta, ja kasvaimia muodostuu.

P53: n viallinen muoto liittyy moniin pahanlaatuisiin kasvaimiin, mukaan lukien rintasyöpä, paksusuolisyöpä, ihosyöpä ja muut hyvin yleiset karsinoomat ja kasvaimet.

P53: n rooli syövässä on sen kliinisesti merkittävin tehtävä ilmeisistä syistä. Proteiini toimii kuitenkin myös varmistamaan sujuvan toiminnan lukuisissa solujakoissa, joita esiintyy ihmiskehossa päivittäin ja jotka avautuvat sinussa tällä hetkellä.

Vaikka solusyklin vaiheiden väliset rajat saattavat tuntua mielivaltaisilta ja ehkä viitata juoksevuuteen, solut osoittavat selvästi tarkistuspisteet syklissä - kohdat, joissa soluun liittyvät ongelmat voidaan ratkaista niin, että virheitä ei välitetä tytärsoluille linjaa pitkin.

Toisin sanoen solu "valitsisi" ennemmin oman kasvunsa ja jakautumisensa kuin etenisi huolimatta sen sisällön patologisista vaurioista.

Esimerkiksi G1 / S-siirtymä, juuri ennen DNA kopiointi tapahtuu, sitä pidetään "ei-paluupisteenä" solujen jakautumiseksi. p53: lla on kyky pysäyttää solujen jakautuminen tässä vaiheessa tarvittaessa. Kun p53 aktivoidaan tässä vaiheessa, se johtaa p21CIP: n transkriptioon, kuten edellä on kuvattu.

Kun p21CIP on vuorovaikutuksessa cdk2: n kanssa, tuloksena oleva kompleksi voi estää soluja läpäisemästä palauttamatonta pistettä.

Aiheeseen liittyvä artikkeli:Mistä kantasolut löytyvät?

Syy siihen, miksi p53 saattaa "haluta" lopettaa solujen jakautumisen, liittyy solun DNA: n ongelmiin. Omiinsa jätetyt solut eivät ala jakautua hallitsemattomasti, ellei ytimessä ole jotain vikaa, jossa geneettinen materiaali valheita.

Geneettisten mutaatioiden estäminen on keskeinen osa solusyklin hallintaa. Tuleville solupolville siirtyvät mutaatiot voivat ajaa epänormaalia solukasvua, kuten syöpää.

DNA-vaurio on toinen luotettava laukaisu p53: n aktivaatioon. Esimerkiksi, jos DNA-vaurio havaitaan Gl / S-siirtymäkohdassa, p53 pysäyttää solujen jakautumisen yllä kuvattujen moniproteiinimekanismien avulla. Mutta lukuun ottamatta osallistumista tavanomaisiin solusyklin tarkistuspisteisiin, p53 voidaan kutsua toimintaan tarpeen mukaan, kun solu tuntee olevansa uhkana DNA: n eheydelle.

Esimerkiksi p53 aktivoituu, kun se havaitsee tunnetun mutageenit (fyysiset tai kemialliset loukkaukset, jotka voivat aiheuttaa DNA-mutaatiot). Yksi näistä on auringon ultraviolettivalo (UV) ja keinotekoiset auringonvalon lähteet, kuten solariumit.

Tietyntyyppisiä UV-säteily ovat olleet kiinteästi mukana ihosyövissä ja siten kun p53 havaitsee, että solu on kokee olosuhteet, jotka saattavat johtaa kontrolloimattomaan solujen jakautumiseen, se siirtyy sulkemaan solujakaumanäyttely.

Suurin osa soluista ei jakaudu loputtomiin koko organismin elinaikana.

Aivan kuten ihmisellä on taipumus kerääntyä näkyviä merkkejä "kulumisesta" ikääntymisen myötä ryppyistä ja "maksasta" täplät "leikkauksista ja vuosikymmenien aikana aiheutuneista loukkaantumisista, myös solut voivat kerätä vahingoittaa. Solujen tapauksessa tämä tapahtuu kertyneiden DNA-mutaatioiden muodossa.

Lääkärit ovat jo pitkään tienneet, että syövän ilmaantuvuus yleensä kasvaa iän myötä. Kun otetaan huomioon, mitä tiedemiehet tietävät vanhan DNA: n ja solujen jakautumisen luonteesta, tämä on täysin järkevää.

Tätä ehtoa ikään liittyvien soluvaurioiden kasaamisesta kutsutaan ikääntyminen, ja se kerääntyy kaikkiin vanhempiin soluihin ajan myötä. Sen lisäksi, että ikääntyminen ei sinänsä ole ongelmallista, se yleensä aiheuttaa suunnitellun "eläkkeelle" sairastuneiden solujen solujen uudesta jakautumisesta.

Solunjakautumisen tauko suojaa organismia, koska solu ei "halua" riskiä jakautumisen alkamisesta ja kykenemättömäksi lopettamaan DNA-mutaatioiden aiheuttamien vahinkojen vuoksi.

Tavallaan tämä on kuin henkilö, joka tietää, että hän on sairas tarttuvassa taudissa, välttäen väkijoukkoja, jotta ei välittäisi kyseisiä bakteereja tai viruksia muille.

Syntyvyyttä ohjaa telomeerit, jotka ovat DNA-segmenttejä, jotka lyhenevät jokaisen peräkkäisen solujakauman yhteydessä. Kun nämä kutistuvat tietyn pituiseksi, solu tulkitsee tämän signaalina etenemiseen. P53-reitti on solunsisäinen välittäjä, joka reagoi lyhyisiin telomeereihin. Syntyvyys suojaa siten kasvainten muodostumista.

"Systemaattinen solukuolema" ja "solumurha" eivät todellakaan kuulosta termeiltä, ​​jotka viittaavat olosuhteisiin, jotka ovat hyödyllisiä soluille ja organismeille, joihin sairaus vaikuttaa.

Ohjelmoitu solukuolema, nimeltään prosessi apoptoosi, on todellakin välttämätön organismin terveydelle, koska sillä on soluja, jotka muodostavat erityisen todennäköisesti kasvaimia näiden solujen ilmaisimen ominaisuuksien perusteella.

Apoptoosia (kreikan kielestä "putoaminen") esiintyy kaikissa eukaryoottisoluissa tiettyjen geenien ohjauksessa. Se johtaa solujen kuolemaan, joita organismit kokevat vahingoittuneina ja siten mahdollisina vaaroina. p53 auttaa säätelemään näitä geenejä lisäämällä niiden tuotosta kohdesoluissa alustamaan niitä apoptoosille.

Apoptoosi on normaali osa kasvua ja kehitystä, vaikka syöpä ja toimintahäiriöt eivät ole kysymyksessä. Vaikka useimmat solut saattavat "mieluummin" vanhenemista apoptoosiin nähden, molemmat prosessit ovat elintärkeitä solujen hyvinvoinnin säilyttämiseksi.

Edellä esitettyjen tietojen ja korostusten perusteella on selvää, että p53: n ensisijainen tehtävä on estää syöpä ja kasvainten kasvu. Joskus tekijät, jotka eivät ole suoraan syöpää aiheuttavia DNA: n välittömän vahingoittamisen kannalta, voivat silti lisätä epäsuorasti pahanlaatuisten sairauksien riskiä.

Esimerkiksi ihmisen papilloomavirus (HPV) voi lisätä kohdunkaulan syövän riskiä naisilla häiritsemällä p53: n aktiivisuutta. Tämä ja vastaavat havainnot p53-mutaatioista korostavat sitä tosiasiaa, että syöpään johtavat DNA-mutaatiot ovat erittäin yleinen, ja ellei se olisi p53: n ja muiden tuumorisuppressorien työtä, syöpä olisi poikkeuksellisen suuri yleinen.

Lyhyesti sanottuna erittäin suuri määrä jakautuvia soluja vaivaa vaarallisia DNA-virheitä, mutta valtaosa niistä nämä tehdään tehottomiksi apoptoosin, vanhenemisen ja muiden suojausten avulla hallitsemattomia soluja vastaan jako.

p53 on ehkä tärkein ja hyvin tutkittu solupolku syövän ja muiden vialliseen DNA: han tai muihin vaurioituneisiin solukomponentteihin liittyvien sairauksien tappavan vitsauksen torjumiseksi. Mutta se ei ole ainoa. Toinen tällainen reitti on Rb (retinoblastoomaa) reitti.

Sekä p53 että Rb potkutaan vaihteelle onkogeeniset signaalittai merkit, jotka solu tulkitsee alttiiksi solulle syöpään. Nämä signaalit, tarkasta luonteestaan ​​riippuen, voivat innostaa p53: n, Rb: n tai molempien säätelyä. Tulos molemmissa tapauksissa, vaikkakin eri alavirran signaalien kautta, on solusyklin pysäytys ja yritys korjata mahdollinen vaurioitunut DNA.

Kun tämä ei ole mahdollista, solu siirretään joko ikääntymiseen tai apoptoosiin. Solut, jotka kiertävät tätä järjestelmää, muodostavat usein kasvaimia.

Voit ajatella p53: n ja muiden tuumorisuppressoivien geenien työtä ottamalla ihminen epäiltyyn pidätykseen. "Kokeilun" jälkeen sairastunut solu "tuomitaan" apoptoosiin tai vanhenemiseen, jos sitä ei voida "kunnostaa" pidätettynä.

Aiheeseen liittyvä artikkeli:Aminohapot: Toiminto, rakenne, tyypit