Rak je složeni genetski poremećaj koji pokazuje značajnu varijabilnost, prema Nacionalni institut za rak. Nasljedne ili stečene genetske mutacije mogu uzrokovati da stanice propadnu, pretvarajući normalne stanice u neuređene tvornice masovne proizvodnje stanica.
Neometan rast stanica nadilazi prirodno stanični ciklus, što može dovesti do stvaranja ljudskog raka, osim ako geni supresori tumora intervenirati.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Geni za suzbijanje tumora prirodna su vojska tijela protiv progresije tumora i raka. Zdravi geni za suzbijanje tumora funkcioniraju kako bi regulirali aktivnost stanica. Mutirani ili nedostajući geni za suzbijanje tumora povećavaju rizik od stvaranja tumora.
Geni povezani s rakom čovjeka
Somatske stanice ljudskog tijela sadrže tisuće gena koji se normalno nalaze na 46 kromosoma. Genetski materijal u DNK određuje nasljedne karakteristike, uključujući rijetke geni za rak. Na molekularnoj razini geni djeluju sintetizirajući proteine koji kontroliraju staničnu diferencijaciju, rast, razmnožavanje i dugovječnost.
Somatski mutacije dovesti do stvaranja nove vrste proteina koja može biti korisno, nebitno ili štetno na prilagodbu i preživljavanje organizma.
Kancerozni tumori rezultat su nepovoljnih mutacija gena koje repliciraju stanice. Izmijenjene sekvence proteina šalju stanice s neispravnim porukama koje ometaju normalno funkcioniranje. Kada se pojave mutacije, normalni geni supresori tumora ponekad mogu popraviti oštećenje DNA zahvaćenih stanica ili označiti nepopravljivo oštećene stanice za uništavanje.
Mutacije gena za supresiju tumora mogu rezultirati abnormalnim rastom stanica i stvaranjem tumora. Određene nasljedne mutacije, poput BRCA1 i BRCA2, povezane su s većim rizikom od raka dojke, na primjer. Česta mutacija u stanicama karcinoma je odsutna ili oštećena str53gen.
Geni za suzbijanje tumora u diobi stanica
Jezgra djeluje kao zapovjedni centar stanice, kontrolirajući ekspresiju gena i staničnu diobu. Stopa rasta stanica određena je dobi, stanjem i promjenom potreba organizma. Proto-onkogeni pomažu stanicama da se podijele na uobičajen način. Geni za suzbijanje tumora protiv podjele sprječavaju prekomjerni rast putem različitih strategija.
Onkogeni može uzrokovati da stanica raste neredovito i izvan kontrole. Brzi, neregulirani rast stanica povezan je s stvaranjem tumora. Rak se također može javiti kada su geni za suzbijanje tumora isključeni, što čini tijelo ranjivim na štetne genetske mutacije.
Unutar ljudskog tijela postoji približno 250 onkogenai700 gena za supresiju tumora koji reguliraju funkcioniranje stanica, prema članku iz 2015 EBioMedicine.
Na primjer, p21CIP je inhibitor kinaze koja igra aktivnu ulogu u suzbijanju tumora. Točnije, p21CIP može suzbiti rast tumora, popraviti oštećenu DNA i spriječiti staničnu smrt da uzrokuje oštećenje tkiva.
Geni za suzbijanje tumora i genetske mutacije
Budući da je rak genetska bolest, nakupljene mutacije tijekom života povećavaju izglede za stvaranje tumora. Stanice tumora su "olupina genetskog vlaka" koja se sastoji od mutacija patogenih stanica, fuzija gena i abnormalne ekspresije gena, kako je opisano u EBioMedicine. Geni za suzbijanje tumora mogu pomoći stanici da reagira na mutacije prije dijeljenja i prenošenja promijenjene DNA.
Zaštitna djelovanja gena za suzbijanje tumora mogu uključivati:
- Inhibiranje diobe oštećenih stanica
- Popravak mutirane / oštećene DNA
- Uklanjanje neispravnih stanica
Na primjer, protein p53 je gen za supresiju tumora - mapiran na 17. kromosomu - koji kodira protein uključen u regulaciju stanica. Djeluje tako da se veže za DNK određene regije, što stimulira proizvodnju proteina p21, koji potom inhibira nekontroliranu diobu stanica i srodne tumore.
APC protein koje je stvorio APC gen u partnerstvu s drugim proteinima u stanici radi upravljanja staničnim funkcijama. APC se smatra supresijom tumora jer APC sprječava prebrzo dijeljenje stanica i nadzire broj kromosoma koji slijede dijeljenje stanica. Mutacije APC gena mogu povećati rizik od polipa i raka debelog crijeva.
Geni za suzbijanje tumora i stanična smrt
Ljudsko se tijelo štiti ubijajući mutirane ili oštećene stanice koje su potencijalno štetne. Taj se proces naziva apoptoza, vrsta programirane stanične smrti.
Proteini za suzbijanje tumora djeluju kao vratari koji zaustavljaju potencijalne prijetnje. Gen supresor tumora p53 kodira proteine koji recimo poručuju oštećenim stanicama da se samounište.
Smješten na kromosomu 18, BCL-2 je protoonkogen koji održava ravnotežu između živih i umirućih stanica. Podskupine proteina služe pro- ili anti-apoptotičkoj funkciji. Mutacije gena BCL-2 mogu dovesti do karcinoma poput leukemije i limfoma.
The Čimbenik nekroze tumora Gen (TNF) kodira protein citokina koji je uključen u regulaciju upale. TNF igra ulogu u apoptozi, diferencijacija stanica i autoimunih poremećaja. TNF u makrofazima može ubiti određene vrste stanica raka u tumorima.
Geni za suzbijanje tumora i starenje
Stanice su konačne i na kraju ulaze u starenje nakon ponovljene diobe stanica. Starenje je razdoblje zaustavljenog rasta. Kad stanice uđu u starenje, prestaju se dijeliti kao način da zaustave ostarjele, oštećene genetski materijal od prenošenja u kćerke stanice.
Ako se stanice koje bi trebale biti u starenju nastave dijeliti, to može pridonijeti rastu tumora. Tijekom starenja zrele stanice akumuliraju i izlučuju upalne kemikalije u susjedno tkivo, što povećava rizik od dobnih bolesti poput raka.
Otkrivanje lijekova koji nagovaraju zloćudne stanice na starenje i smanjuju njihovo lučenje upalnih kemikalija može proširiti mogućnosti liječenja raka.
Kinaze ovisne o ciklinima (CDK1, CDK2) su proteini koji sudjeluju u rastu stanica. CDK inhibitori uhićuju diobu stanica i imaju potencijal "postati važno oružje u borbi protiv raka", prema članku iz 2015 Molekularna farmakologija.
Inhibitori CDK mogli bi igrati ulogu u usporavanju tumora i pokretanju propadanja stanica raka. Međutim, varijabilnost tumorske DNA otežava stvaranje tumorskih specifičnih lijekova za koje djeluje svi tumori _._
Geni za suzbijanje tumora i angiogeneza
Čvrsti tumori trebaju obilnu hranu i kisik. Rastući tumori započinju razvojem vlastitih krvnih žila za opskrbu gorivom - proces tzv angiogeneza. Kemijski signali potiču proizvodnju novih krvnih žila, osiguravajući tako bogatu opskrbu hranjivim tvarima za umnožavanje tumorskih stanica.
Šireći se tumori tada mogu metastazirati ili premjestiti na druga mjesta u tijelu i pokazati se fatalnim. Novi nacionalni lijekovi testiraju se kako bi se spriječila angiogeneza tumora i izgladnio tumor, prema Nacionalnom institutu za rak. Ovaj pristup liječenju raka usmjeren je na opskrbu krvlju, a ne na sam tumor.
The PTEN gen aktivira enzimi koji pomažu u kontroli rasta stanica i sprječavaju stvaranje tumora. Ostale funkcije uključuju kontrolu angiogeneze, kretanja stanica i apoptoze. Dokazano je da protein p53 inhibira angiogenezu u stvaranju tumora, ali mehanizam nije dobro razumljiv.
Što se događa s genima supresorima tumora tijekom raka?
Geni za suzbijanje tumora ne pobjeđuju uvijek kad ratuju protiv raka. Druge mutacije mogu značiti da su geni utihnuli ili manje aktivni.
Kada rak napadne tijelo, geni za suzbijanje tumora mogu se inaktivirati na razini proteina i učiniti bespomoćnima. Agresivni karcinomi mogu čak uzrokovati izumiranje gena za supresiju tumora iz genoma.
Štoviše, "dobri" geni mogu postati nevaljali. Na primjer, posao protein retinoblastoma (pRB) je suzbijanje tumora blokiranjem rasta abnormalnih stanica. Međutim, mutacija u genu pRB zapravo može dovesti do nekontrolirani rast stanica i veći incidenti tumora.
Knudsonova hipoteza o dva pogotka
1971. Alfred Knudsen, mlađi objavio je svoju hipotezu o "dva pogotka" koja se temelji na studijama nasljednih i nenasljednih slučajeva dječjeg retinoblastoma (karcinom oka). Knudson je primijetio da se tumori razvijaju samo kad obje kopije gena RB1 u stanicama nedostaju ili su oštećene.
Zaključio je da je mutirani gen bio recesivan, a jedan zdrav gen mogao bi djelovati kao supresor tumora.
Vrste ljudskog raka
Nacionalni institut za rak procjenjuje da više od 100 vrsta raka javljaju se u ljudi. Najčešći navedeni tip su karcinomi - karcinomi koji se javljaju u epitelnim stanicama. Mnoge poznate vrste raka spadaju u ovu kategoriju:
-
Tkiva žlijezda: Rak dojke, prostate i debelog crijeva.
-
Bazalne stanice: Rak u vanjskom sloju kože.
-
Skvamozne stanice: Rak duboko u koži; također se nalazi u sluznici određenih organa.
-
Prijelazne stanice: Rak u sluznici mjehura, bubrega i maternice.
Ostale vrste raka uključuju sarkom mekih tkiva, rak pluća, mijelom, melanom i rak mozga. Li-Fraumenijev sindrom je nasljedna sklonost rijetkim karcinomima uzrokovanim mutacijom p53.
Bez funkcionalnih proteina p53, pacijenti su u većem riziku od više vrsta karcinoma.
