Tumor fehérje 53, közismertebb nevén p53, a dezoxiribonukleinsav (DNS) egy szakaszának fehérje terméke a 17. kromoszómán emberben és máshol más eukarióta organizmusokban.
Ez egy transzkripciós faktor, vagyis azt, hogy a folyamatban lévő DNS-szegmenshez kötődik átírás -ba messenger ribonukleinsav (mRNS).
Különösen a p53 fehérje az egyik legfontosabb a tumor szupresszor gének. Ha ez a címke lenyűgözőnek és reménytelinek hangzik, akkor mindkettő. Valójában az emberi rákos esetek körülbelül felében a p53 vagy nem megfelelően szabályozott, vagy mutált formában van.
Egy sejt, amelynek nincs elegendő, vagy megfelelő fajtája, a p53 egy kosárlabda vagy futballcsapathoz hasonlít, amely a legjobb védekező játékosa nélkül versenyez; Csak azután válik nyilvánvalóvá a károsodás mértéke, amelyet az elem korábban megakadályozott vagy enyhített, miután az unheralded, de kritikus elem kikerült a keverékből.
Háttér: A sejtciklus
Után Eukarióta sejt két azonos leánysejtre oszlik, amelyek mindegyike genetikailag azonos az anyával, ben kezdi meg sejtciklusát
Ban ben G1, a sejt reprodukálja az összes komponensét, kivéve genetikai anyagát (a kromoszómákat, amelyek a szervezet DNS teljes másolatát tartalmazzák). Ban ben S fázis, a sejt megismétli kromoszómáit. Ban ben G2, a cella a saját munkáját ellenőrzi a replikációs hibák szempontjából.
Ezután a sejt belép a mitózisba (M fázis).
Mitózis sokkal rövidebb, mint az interfázis, és magában foglalja a próféta, prometaphase, metafázis, anafázis és telofázis. (Egyes oktatási források, különösen az idősebbek, kihagyják a prometafázist.)
A mitózis során a kromoszómák kondenzálódnak és összehangolódnak a sejt középtengelye mentén, és a mag két leánymagra oszlik.
Ezután a cella egésze feloszlik (citokinezis) két új leánysejtbe a ciklus befejezéséhez.
A p53 génmutáció
A p53 gén egy olyan terméket kódol, amely "vad típusú" (amely a név ellenére egyszerűen "normális") és mutáns formában érkezik.
A vad típusú fehérje az a termék, amely aktív a tumor elnyomásában. A mutáns típus azonban nemcsak a vad típus felett domináns, vagyis negatívvá teszi a normális p53 funkciót, de akár tumoros is lehetelőmozdítása, vagy onkogén, magában.
Így a p53 mutáns gén és a p53 tumor szuppresszor gének egyik mutáns kópiájának öröklése kedvezőtlenebb, mint ha egyáltalán nincs p53 a genomban.
Rosszabb lesz. A mutáns p53 kópiákkal rendelkező tumorok rezisztenciát mutatnak a hagyományos kemoterápiás kezeléssel szemben, így nemcsak az öröklődés a p53 génmutáció hajlamosítja az embereket a rákra, szokatlanul megnehezíti ezeket a daganatokat és rákos sejteket csemege.
Kapcsolódó cikk: 5 legújabb áttörés, amely megmutatja, miért olyan fontos a rákkutatás
Mit csinál a p53?
Hogyan működik a p53 daganatelnyomó varázslata? Mielőtt ebbe belevetném magad, hasznos megismerni, hogy ez a transzkripciós faktor mit csinál általában sejteken kívül kulcsfontosságú szerepet játszik abban, hogy segítsen megelőzni az emberben az elmondhatatlan mennyiségű rosszindulatú betegséget populációk.
Normál sejtkörülmények között, a sejt belsejében atommag, a p53 fehérje kötődik a DNS-hez, amely egy másik gént indít el az úgynevezett fehérje termelésében p21CIP. Ez a fehérje, amely kölcsönhatásba lép egy másik fehérjével, cdk2, amely általában stimulálja sejtosztódás. Amikor a p21CIP és a cdk2 komplexet alkot, a sejt bármely fázisban vagy osztódási állapotban lefagy.
Ez, amint rövidesen részletesen látni fogja, különösen releváns a sejtciklus G1 fázisból S fázisba történő átmenetnél.
A p53 mutáns ezzel szemben nem képes hatékonyan kötődni a DNS-hez, és ennek eredményeként a p21CIP nem képes a szokásos képességében jelezni a sejtosztódás megszűnését. Ennek eredményeként a sejtek korlátozás nélkül osztódnak, és daganatok keletkeznek.
A p53 hibás formája számos rosszindulatú daganatban szerepet játszik, beleértve az emlőrákot, a vastagbélrákot, a bőrrákot és más nagyon gyakori karcinómákat és daganatokat.
A p53 funkciója a sejtciklusban
A p53 rákban betöltött szerepe nyilvánvaló okokból klinikailag leginkább releváns funkciója. A fehérje azonban biztosítja az egyenletes működését az emberi testben naponta előforduló rengeteg sejtosztódásban, amelyek ebben a pillanatban kibontakoznak benned.
Míg a sejtciklus szakaszai közötti határok tetszőlegesnek tűnhetnek, és talán folyékonyságra utalhatnak, a sejtek megkülönböztethetőek ellenőrzőpontok a ciklusban - azokon a pontokon, amelyeken a cellával kapcsolatos problémák megoldhatók, hogy a hibák ne kerüljenek a leánysejtekhez a sorban.
Vagyis egy sejt hamarabb "úgy dönt", hogy megállítja saját növekedését és osztódását, mintsem annak tartalma kóros károsodása ellenére folytatja.
Például a G1 / S átmenet, közvetlenül azelőtt DNS replikáció bekövetkezik, a sejtek osztódásának „nem visszatérési pontjának” tekintik. A p53 képes arra, hogy szükség esetén leállítsa a sejtosztódást ebben a szakaszban. Amikor a p53 ebben a lépésben aktiválódik, a p21CIP átírásához vezet, a fentiek szerint.
Amikor a p21CIP kölcsönhatásba lép a cdk2-vel, a kapott komplex megakadályozhatja, hogy a sejtek áthaladjanak a vissza nem térő ponton.
Kapcsolódó cikk:Hol találhatók őssejtek?
A p53 szerepe a DNS védelmében
A p53 oka annak, hogy "meg akarja szüntetni" a sejtosztódást, a sejt DNS problémáival kapcsolatos. A saját magukra hagyott sejtek nem kezdenek kontrollálatlanul osztódni, hacsak nincs valami rendben a magban, ahol a genetikai anyag hazugság.
A genetikai mutációk megelőzése kulcsfontosságú a sejtciklus szabályozásában. A jövő sejtgenerációira átterjedő mutációk kóros sejtek növekedését, például rákot okozhatják.
A DNS károsodás a p53 aktiválásának másik megbízható kiváltója. Például, ha DNS-károsodást észlelnek a G1 / S átmeneti ponton, a p53 leállítja a sejtosztódást a fentiekben vázolt multi-protein mechanizmus révén. De a szokásos sejtciklus-ellenőrző pontokon való részvételen kívül a p53 igény szerint cselekvésre hívható fel, amikor a sejt érzékeli, hogy a DNS-integritást fenyegető veszélyek jelenlétében van.
A p53 például akkor aktiválódik, amikor ismeri mutagének (fizikai vagy kémiai sértések, amelyek DNS mutációk). Ezek egyike a nap ultraibolya (UV) fénye és a mesterséges napfényforrások, például a szoláriumok.
Bizonyos fajták UV sugárzás szilárdan érintettek a bőr rákos megbetegedéseiben, és így amikor a p53 észleli, hogy a sejt az olyan körülményeket tapasztalva, amelyek ellenőrizetlen sejtosztódáshoz vezethetnek, elmozdul a sejtosztódási show.
A p53 szerepe a Senescence-ben
A legtöbb sejt nem folytatja a végtelenségig tartó osztódást egy szervezet egész életében.
Ahogy az ember hajlamos halmozódni az öregedés során a "kopás" látható jelein, a ráncoktól és a "májtól" foltok ", a műtétekből és sérülésekből származó sebek, amelyek évtizedek alatt keletkeztek, a sejtek is felhalmozódhatnak kár. A sejtek esetében ez felhalmozódott DNS-mutációk formájában történik.
Az orvosok már régóta tudják, hogy az életkor előrehaladtával a rák előfordulási gyakorisága növekszik; tekintettel arra, amit a tudósok tudnak a régi DNS és a sejtosztódás természetéről, ennek teljesen értelme van.
Ezt az állapotot nevezzük annak, hogy felhalmozódtak az életkorral kapcsolatos sejtkárosodások öregedés, és idővel minden régebbi sejtben felhalmozódik. Az öregedés nem csak önmagában nem problémás, hanem általában az érintett sejtek tervezett „visszavonulását” is kiváltja a további sejtosztódásból.
Az eredet védi a szervezeteket
A sejtosztódásból fakadó szünet védi a szervezetet, mert a sejt nem "akarja" kockáztatni az osztódás megkezdését, majd képtelen megállni a DNS-mutációk által okozott károsodás miatt.
Bizonyos értelemben ez olyan, mintha egy ember, aki tudja, hogy fertőző betegségben szenved, elkerüli a tömegeket, hogy ne továbbítsa másoknak a megfelelő baktériumokat vagy vírusokat.
A szenzenciát az irányítja telomerek, amelyek a DNS-szegmensek, amelyek az egyes egymást követő sejtosztódásokkal rövidebbé válnak. Miután ezek egy bizonyos hosszúságig zsugorodnak, a sejt ezt jelzésként értelmezi, hogy öregedésbe megy át. A p53 út az intracelluláris mediátor, amely rövid telomerekre reagál. Az öregedés így véd a daganatok kialakulásától.
A p53 szerepe a szisztematikus sejthalálban
A "szisztematikus sejthalál" és a "sejt öngyilkosság" természetesen nem hangzik olyan kifejezésnek, amely az érintett sejtek és szervezetek számára előnyös körülményeket sugall.
Ugyanakkor programozott sejthalál, az úgynevezett folyamat apoptózis, valóban szükséges a szervezet egészségéhez, mert olyan sejtekkel rendelkezik, amelyek e sejtek árulkodó jellemzői alapján különösen valószínű, hogy daganatot képeznek.
Az apoptózis (görögül "elesés") minden eukarióta sejtben előfordul bizonyos gének irányítása alatt. Olyan sejtek pusztulását eredményezi, amelyeket az organizmusok károsnak tartanak, és ezért potenciális veszélyt jelentenek. A p53 segít szabályozni ezeket a géneket azáltal, hogy növeli a célsejtekben történő kibocsátásukat, hogy felkészítsék őket az apoptózisra.
Az apoptózis a növekedés és fejlődés normális része még akkor is, ha a rákról és a működési zavarról nincs szó. Míg a legtöbb sejt az öregedést előnyben részesítheti az apoptózissal szemben, mindkét folyamat létfontosságú a sejtek jólétének megőrzése szempontjából.
A p53 széleskörű és fontos szerepe a rosszindulatú betegségben
A fenti információk és hangsúlyok alapján, amelyek fent vannak, egyértelmű, hogy a p53 elsődleges feladata a rák és a daganatok növekedésének megelőzése. Néha azok a tényezők, amelyek a DNS közvetlen károsítása szempontjából nem közvetlenül rákkeltők, közvetett módon még mindig növelhetik a rosszindulatú betegségek kockázatát.
Például a humán papillomavírus (HPV) növelheti a nőknél a méhnyakrák kockázatát azáltal, hogy zavarja a p53 aktivitását. Ez és a p53 mutációkkal kapcsolatos hasonló megállapítások aláhúzzák azt a tényt, hogy a rákhoz vezető DNS mutációk igen rendkívül gyakori, és ha nem a p53 és más tumorszuppresszorok munkája lenne, akkor a rák rendkívüli módon jelentkezne gyakori.
Röviden, nagyon sok osztódó sejtet veszélyes DNS-hibák sújtanak, de ezek túlnyomó többsége ezeket hatástalanná teszi az apoptózis, az öregedés és az ellenőrizetlen sejt elleni egyéb biztosítékok osztály.
A p53 Pathway és az Rb Pathway
A p53 talán a legfontosabb és legjobban tanulmányozott sejt út a rák és más, a hibás DNS-től vagy más sérült sejtkomponensektől függő betegségek halálos csapása elleni küzdelemben. De nem ez az egyetlen. Egy másik ilyen út a Rb (retinoblastoma) útvonal.
A p53-at és az Rb-t is rúgja a sebességfokozat onkogén jelek, vagy olyan jelek, amelyeket a sejt úgy értelmez, hogy hajlamosítják a sejtet rákra. Ezek a jelek - pontos természetüktől függően - inspirálhatják a p53, Rb vagy mindkettő felfelé történő szabályozását. Az eredmény mindkét esetben, bár különböző downstream jeleken keresztül, a sejtciklus leállítása és a sérült DNS helyreállítására tett kísérlet.
Ha ez nem lehetséges, a sejtet vagy az öregedés, vagy az apoptózis felé tolják el. Azok a sejtek, amelyek elkerülik ezt a rendszert, gyakran tumorokat képeznek.
Elképzelhető, hogy a p53 és más daganatelnyomó gének munkája emberi gyanúsítottat őrizetbe vesz. A "próba" után az érintett sejtet apoptózisra vagy öregedésre "ítélik", ha őrizetben nem lehet "rehabilitálni".
Kapcsolódó cikk:Aminosavak: Funkció, szerkezet, típusok
