Az onkogén egy gén, amely elősegíti sejtosztódás. A normál sejtek a sejtciklus szerint oszlanak meg, ez egy kontrollált folyamat, amely koordinálja a sejtek növekedését és szaporodását az élő szövetekben.
Miután egy sejt megoszlik, belép az interfázis szakaszba, amelynek során vagy felkészülhet egy új osztódásra, vagy leállíthatja az osztódást.
Az onkogének hibás vagy mutált gének hogy hajtja a sejtosztódást akkor is, amikor nincs rá szükség.
Proto onkogének és normál sejtek
Egy normál sejtben az onkogén prekurzorok hívták proto onkogének szabályozza a sejtek növekedését, miközben elnyomó gének megakadályozza a sejtek szétválását, amikor nincs szükség növekedésre. Sejttől függően a proto-onkogének vagy aktívak, és a sejtek osztódnak, vagy kikapcsolnak, és a sejt leáll az osztódással. Az olyan folyamatokhoz, mint a növekedés vagy a szövetkárosodás helyreállítása, a sejteknek gyorsan osztódniuk kell, és a proto onkogéneknek aktívaknak kell lenniük.
Sejtek, mint pl agysejtek nagyon specializáltak és nem osztanak. Ezekben a sejtekben a proto onkogének vannak kikapcsolva.
Előfordul, hogy egy proto-onkogén megsérül, vagy DNS-ét helytelenül replikálják. Az ilyen mutációk véglegesen bekapcsolhatják vagy megváltoztathatják úgy, hogy intenzívebben vezérelje a sejtosztódást. Ezek a megváltozott gének onkogénekké válnak, és bizonyos körülmények között elősegítik az elszabadult sejtek növekedését, ami daganatot és rákot eredményez.
Az onkogének jelenléte mellett további tényezők szükségesek a rák kialakulásához, de az onkogének az egyik kiváltó ok.
Normál sejtosztódás
Ban,-ben sejtciklus, a normális sejtek megoszlanak a mitózis során, majd átjutnak a interfázis színpad. Az interfázis során a sejtek vagy felkészülnek egy másik osztódásra, vagy belépnek a G-be0 szakasz, amelyben abbahagyják az osztódást.
Ha a sejt fel akar osztódni, akkor egy másik sejtcikluson megy keresztül, és két azonos leánysejtet termel. A normál proto onkogének aktívak és megtartják a sejtek felosztását.
Ez a fajta sejtosztódás fontos az elhalt sejtek pótlásához és a fiatal szervezetek növekedéséhez. Például, bőrsejtek folyamatosan osztják és helyettesítik a sejteket a külső bőrrétegekben. A csecsemők sejtjei gyorsan osztódnak, és lehetővé teszik a csecsemő felnőtté növekedését. A proto onkogének reagálnak olyan jelekre, amelyek szerint új vagy több sejtre van szükség, és megtartják a sejtek osztódását, hogy megfeleljenek a jelzett igénynek.
Onkogének és sejtosztódás
Amint a sejt befejezi a sejtciklust, háromon halad át ellenőrzési pontok. Ezeken a pontokon értékelik a sejt állapotát. Ha minden rendesen halad, a sejtosztódási folyamat folytatódik. Ha probléma merül fel, például helytelen DNS vagy két új sejt esetében nincs elegendő sejtanyag, a folyamat leáll.
Az onkogének megzavarják ezeknek a kontrollpontoknak a működését. A sejtciklus megszakításához a proto-onkogének deaktiválódhatnak, vagy egy szuppresszor gén vehet részt. Ha egy proto onkogén mutációvá vált onkogénné, akkor azt mondhatja a sejtnek, hogy a problémák ellenére folytassa az osztódást. Ennek eredménye lehet a a hibás sejtek tömege.
Onkogének, DNS-károsodások és sejthalál
Különösen fontos kontrollpont jön az interfázis végén, mielőtt a sejt elkezd osztódni a mitózis fázisában. Ezen a ponton a sejt ellenőrzi, hogy a DNS teljesen megduplázódott-e, és hogy nincs-e hiba a DNS-szálakban. Tipikus hibák a DNS törései vagy a helytelenül replikált gének.
DNS károsodás esetén a megfelelő proto onkogéneket deaktiválni kell, és a sejtnek le kell állítania az osztódási folyamatot, miközben megpróbálja helyrehozni DNS. Ha van egy onkogén, ez segíthet a sejtnek figyelmen kívül hagyni a stop jeleket és folytatni az osztódást.
Az új celláknak lesz hibás DNS és nem lesz képes megfelelően működni. Bizonyos esetekben a sejtnövekedés folytatódik, és a leánysejtek daganatot képeznek.
Néha az ellenőrzési ponton végzett ellenőrzések során kiderül, hogy a sejt DNS károsodása túl súlyos a helyrehozáshoz. Ebben az esetben a sejtnek egy úgynevezett folyamatban kell elhullania apoptózis. Onkogének jelenlétében segíthetnek a sejteknek az apoptózis megkerülésében és az osztódás folytatásában. Az új sejtek öröklik a hibás DNS-t, valamint az onkogéneket, és korlátlan sejtnövekedésben folytathatják a felosztást.
Onkogének és tumor növekedés
Amikor az onkogének a stop jelek jelenléte ellenére segítik a sejteket osztódni, a sejtek nagyon gyorsan kis daganattá nőhetnek. Az ilyen daganatok önmagukban nem veszélyesek, mert nincs független vérellátásuk, és a daganatos sejtek nem tudnak migrálni és behatolni a szomszédos szövetekbe. A daganatnövekedés és az áttétet okozó sejtvándorlás további tényezőkre van szükség.
A sejtek növekedésének szabályozását segítő proto onkogének mellett a sejtek rendelkeznek tumorszuppresszor génekkel is, amelyek korlátozzák a sejtek kontrollálatlan megosztását és az erek felesleges növekedését. A vérellátás fejlesztését a növekvő szövetek számára nevezzük angiogenezis.
Mind a proto onkogének, mind a tumor szuppresszor gének ellenőrizzék az angiogenezist és győződjenek meg arról, hogy az nem támogatja a korlátlan sejtnövekedést. Amikor a proto-onkogének onkogénekké mutálódnak, megzavarják a tumorszuppresszor gének hatását, miközben elősegítik az angiogenezist. A daganat ezután a saját vérellátásával nagyobbra nőhet.
Néha az onkogének nemcsak elősegítik a sejtek növekedését, hanem bizonyos sejtfunkciókat is aktiválnak. Mert áttét hogy a sejteknek az ereken keresztül új helyekre kell vándorolniuk és ott szaporodniuk kell. Az onkogének aktiválhatják a sejtek migrációs viselkedését.
Most a daganat veszélyes lehet, és rákos növekedést okozhat, mivel saját vérellátással rendelkezik, és a daganatsejtek át tudnak vándorolni az új ereken.
Példák az onkogénekre
-
TRK: A tropomyozin receptor kináz gén szabályozza a sejtek viselkedését az idegrendszerben. Amikor a megfelelő onkogén aktiválódik, az befolyásolja a sejtek növekedését és mobilitását. Ezek a hatások hozzájárulhatnak a rák növekedéséhez.
- RAS: A RAS fehérjecsalád aktiválja azokat a géneket, amelyek az egész testben szabályozzák a sejtek növekedését, differenciálódását és túlélését. A megfelelő onkogének tartósan bekapcsolják a RAS fehérje aktiválódását, ami kontrollálatlan sejtnövekedéshez vezet.
- ERK: Az extracelluláris szignál által szabályozott kinázok segítenek a sejtek mitózisának és a sejtfunkciók ellenőrzésében az interfázis elején. A megfelelő onkogének segítik a sejteket a DNS-replikációban, és néha együttműködnek a RAS onkogénekkel.
- MYC: A MYC géncsalád proto-oktogének, amelyek szabályozzák a DNS-RNS transzkripciót. Onkogénként aktiválva számos gént kapcsolnak be, beleértve azokat is, amelyek elősegítik a sejtek növekedését, és hozzájárulhatnak a tumor kialakulásához.
A rákos daganatok kialakulása
Az onkogének képződése mutált proto-onkogénekből csak egy tényező a rosszindulatú rákos daganatok kialakulásában. Különböző onkogéneknek együtt kell működniük a sejtek növekedésének és az új tumor kialakulásának elősegítése érdekében véredény.
A tumorszuppresszor géneket vagy ki kell kapcsolni, vagy maguk is mutálódhatnak olyan formába, ahol elősegítik a daganatok növekedését. Végül le kell győzni a károsodott DNS-sel rendelkező sejtek természetes sejthalálát vagy apoptózisát.
Amikor ezek a tényezők összejönnek, az onkogének először segítik a hibás sejteket kis daganattá növekedésében. Ezután az angiogenezissel elősegítik az erek kialakulását, és lehetővé teszik a tumor további növekedését. Ezen a ponton a rák még mindig lokalizált, és nem terjedt át a szomszédos szövetekre vagy az ereken keresztül.
A rosszindulatú rák kialakulásához a daganatos sejtek migrációs funkcióját a megfelelő onkogének kapcsolják be. Most a tumorsejtek a szomszédos szövetekbe vándorolhatnak, és metasztázisokat hozhatnak létre a testben, hogy új daganatokat hozzanak létre. Ebben a szakaszban az onkogének elősegítették a rosszindulatú rák kialakulását.
Az emberi rák előfordulása
Az emberi onkogének normál gének mutációja révén rákot okozhatnak. A gyakori daganatok közé tartozik a tüdőrák, az emlőrák, a vastagbélrák és a prosztata mirigy rákja. Az emberi rákos sejtek sejtszaporodás útján terjednek, míg a rákterápia megpróbálja visszaszorítani a tumor növekedését és áttétet adni kemoterápia és sugárkezelés.
A rákkutatás a kezelés személyre szabására összpontosít, hogy elpusztítsa a beteg daganatának egyes rákos sejtjeit. A molekuláris biológia tanulmányozása a rákos sejtek szintjén és annak vizsgálata génexpresszió minden egyes rákhoz vezet, lehetővé teszi a beteg rákjára jellemző kezelés testreszabását és a mellékhatások csökkentését.
Ezeknek a kezelési stratégiáknak az eredményeként az emberi rákos halálozás még akkor is csökkent, amikor az emberi rák egyre gyakoribbá vált.