Onkogen adalah gen yang mempromosikan pembelahan sel. Sel normal membelah sesuai dengan siklus sel, suatu proses terkontrol yang mengkoordinasikan pertumbuhan dan multiplikasi sel dalam jaringan hidup.
Setelah sel membelah, ia memasuki tahap interfase di mana ia dapat mempersiapkan pembelahan baru atau berhenti membelah.
Onkogen adalah cacat atau gen yang bermutasi yang mendorong pembelahan sel bahkan ketika tidak diperlukan.
Proto Onkogen dan Sel Normal
Dalam sel normal, prekursor onkogen disebut proto onkogen mengontrol pertumbuhan sel sementara gen penekan menjaga sel agar tidak membelah saat pertumbuhan tidak diperlukan. Tergantung pada sel, proto onkogen aktif dan sel membelah, atau dimatikan dan sel berhenti membelah. Untuk proses seperti pertumbuhan atau perbaikan kerusakan jaringan, sel harus membelah dengan cepat, dan proto onkogen harus aktif.
Sel seperti sel otak sangat terspesialisasi dan tidak membagi. Dalam sel-sel ini proto onkogen adalah dimatikan.
Kadang-kadang proto onkogen rusak atau DNA-nya direplikasi secara tidak benar. Mutasi tersebut dapat mengaktifkannya secara permanen atau dapat mengubahnya sehingga mendorong pembelahan sel lebih intensif. Gen yang berubah ini menjadi onkogen, dan dalam kondisi tertentu, mereka membantu menyebabkan pertumbuhan sel yang tidak terkendali, yang mengakibatkan tumor dan kanker.
Selain keberadaan onkogen, faktor tambahan diperlukan untuk kanker, tetapi onkogen adalah salah satu akar penyebabnya.
Pembelahan Sel Normal
Dalam siklus sel, sel normal membelah selama mitosis dan kemudian masuk ke interfase tahap. Selama interfase, sel bersiap untuk pembelahan lain atau memasuki G0 fase di mana mereka berhenti membelah.
Jika sel akan membelah, ia melewati siklus sel lain dan menghasilkan dua sel anak yang identik. Proto onkogen normal aktif dan menjaga pembelahan sel.
Pembelahan sel semacam ini penting untuk menggantikan sel-sel yang telah mati dan untuk pertumbuhan organisme muda. Sebagai contoh, sel kulit terus membelah dan mengganti sel-sel di lapisan kulit luar. Sel-sel bayi membelah dengan cepat dan memungkinkan bayi tumbuh menjadi dewasa. Proto onkogen bereaksi terhadap sinyal yang mengatakan sel baru atau lebih banyak sel diperlukan, dan mereka menjaga sel membelah untuk memenuhi kebutuhan sinyal.
Onkogen dan Pembelahan Sel
Saat sel menyelesaikan siklus sel, ia melewati tiga titik kontrol. Pada titik ini, kondisi sel dinilai. Jika semuanya berjalan normal, proses pembelahan sel berlanjut. Jika ada masalah, seperti DNA yang salah atau bahan sel yang tidak mencukupi untuk dua sel baru, proses berhenti.
Onkogen mengganggu pengoperasian titik kontrol ini. Untuk mengganggu siklus sel, proto onkogen dapat menjadi dinonaktifkan atau gen penekan dapat mengambil alih. Jika proto onkogen telah bermutasi menjadi onkogen, ia mungkin memberi tahu sel untuk terus membelah meskipun ada masalah. Hasilnya bisa massa sel yang rusak.
Onkogen, Kerusakan DNA dan Kematian Sel
Titik kontrol yang sangat penting datang pada akhir interfase sebelum sel mulai membelah dalam fase mitosis. Pada titik ini, sel memeriksa untuk memastikan DNA telah sepenuhnya diduplikasi dan tidak ada kesalahan dalam untaian DNA. Kesalahan tipikal adalah kerusakan pada DNA atau gen yang direplikasi secara tidak benar.
Jika ada kerusakan DNA, proto onkogen yang sesuai harus dinonaktifkan dan sel harus menghentikan proses pembelahan saat mencoba memperbaikinya. DNA. Jika ada onkogen, itu dapat membantu sel mengabaikan sinyal berhenti dan terus membelah.
Sel-sel baru akan memiliki DNA yang salah dan tidak akan dapat berfungsi dengan baik. Dalam beberapa kasus pertumbuhan sel akan berlanjut, dan sel anak akan membentuk tumor.
Terkadang pemeriksaan di titik kontrol menemukan bahwa kerusakan DNA sel terlalu parah untuk diperbaiki. Dalam hal ini sel seharusnya mati dalam proses yang disebut apoptosis. Ketika onkogen hadir, mereka dapat membantu sel melewati apoptosis dan terus membelah. Sel-sel baru mewarisi DNA yang rusak serta onkogen dan dapat terus membelah dalam pertumbuhan sel yang tidak terbatas.
Onkogen dan Pertumbuhan Tumor
Ketika onkogen membantu sel membelah meskipun ada sinyal berhenti, sel dapat tumbuh menjadi tumor kecil dengan sangat cepat. Tumor tersebut tidak berbahaya sendiri karena mereka tidak memiliki suplai darah independen, dan sel tumor tidak dapat bermigrasi dan menyerang jaringan tetangga. Pertumbuhan tumor dan migrasi sel yang menyebabkan metastasis membutuhkan faktor tambahan untuk melanjutkan.
Selain proto onkogen yang membantu mengatur pertumbuhan sel, sel juga memiliki gen supresor tumor yang membatasi pembelahan sel yang tidak terkendali dan pertumbuhan pembuluh darah yang tidak perlu. Mengembangkan suplai darah untuk jaringan yang sedang tumbuh disebut angiogenesis.
Baik proto onkogen dan penekan tumor gen mengontrol angiogenesis dan memastikannya tidak mendukung pertumbuhan sel tanpa batas. Ketika proto onkogen bermutasi menjadi onkogen, mereka mengganggu efek gen supresor tumor saat mereka mempromosikan angiogenesis. Tumor kemudian dapat tumbuh lebih besar dengan suplai darahnya sendiri.
Terkadang onkogen tidak hanya mendorong pertumbuhan sel tetapi juga mengaktifkan fungsi sel tertentu. Untuk metastase agar terjadi, sel harus bermigrasi melalui pembuluh darah ke situs baru dan mulai berkembang biak di sana. Onkogen dapat mengaktifkan perilaku migrasi sel.
Sekarang tumor dapat menjadi berbahaya dan dapat menghasilkan pertumbuhan kanker karena memiliki suplai darah sendiri, dan sel tumor dapat bermigrasi melalui pembuluh darah baru.
Contoh Onkogen
-
TKR: Gen kinase reseptor tropomiosin mengatur perilaku sel dalam sistem saraf. Ketika onkogen yang sesuai diaktifkan, itu mempengaruhi pertumbuhan dan mobilitas sel. Efek ini dapat berkontribusi pada pertumbuhan kanker.
- RAS: Keluarga protein RAS mengaktifkan gen yang mengontrol pertumbuhan sel, diferensiasi dan kelangsungan hidup di seluruh tubuh. Onkogen yang sesuai mengaktifkan aktivasi protein RAS secara permanen, menyebabkan pertumbuhan sel yang tidak terkendali.
- ERK: Kinase yang diatur sinyal ekstraseluler membantu mengontrol mitosis sel dan fungsi sel pada awal interfase. Onkogen yang sesuai membantu sel dengan replikasi DNA dan terkadang bekerja sama dengan onkogen RAS.
- MYC: Keluarga gen MYC adalah proto octogenes yang mengatur transkripsi DNA-ke-RNA. Ketika diaktifkan sebagai onkogen, mereka mengaktifkan banyak gen termasuk yang mendorong pertumbuhan sel, dan mereka dapat berkontribusi pada pembentukan tumor.
Pembentukan Tumor Kanker
Pembentukan onkogen dari proto onkogen yang bermutasi hanyalah salah satu faktor dalam pembentukan tumor ganas kanker. Onkogen yang berbeda harus bekerja sama untuk mendorong pertumbuhan sel dan pembentukan tumor baru pembuluh darah.
Gen penekan tumor harus dimatikan atau gen itu sendiri mungkin bermutasi ke bentuk di mana mereka mendorong pertumbuhan tumor. Akhirnya, kematian sel alami atau apoptosis sel dengan DNA yang rusak harus diatasi.
Ketika semua faktor ini bersatu, onkogen pertama-tama membantu sel-sel yang rusak tumbuh menjadi tumor kecil. Mereka kemudian mempromosikan pembentukan pembuluh darah melalui angiogenesis dan memungkinkan tumor tumbuh lebih jauh. Pada titik ini kanker masih terlokalisir dan belum menyebar ke jaringan tetangga atau melalui pembuluh darah.
Agar kanker ganas berkembang, sel tumor memiliki fungsi migrasi yang diaktifkan oleh onkogen yang sesuai. Sekarang sel tumor dapat bermigrasi ke jaringan yang berdekatan dan bermetastasis ke seluruh tubuh untuk menghasilkan tumor baru. Pada tahap itu, onkogen telah membantu menghasilkan kasus kanker ganas.
Terjadinya Kanker Manusia
Onkogen manusia dapat menyebabkan kanker melalui mutasi gen normal. Kanker umum termasuk kanker paru-paru, kanker payudara, kanker kolorektal dan kanker kelenjar prostat. Sel kanker manusia menyebar melalui proliferasi sel sementara terapi kanker mencoba menahan pertumbuhan tumor dan bermetastasis melalui kemoterapi dan pengobatan radiasi.
Penelitian kanker difokuskan pada personalisasi pengobatan untuk membunuh sel kanker tertentu dari tumor pasien. Mempelajari biologi molekuler pada tingkat sel kanker dan melihat bagaimana ekspresi gen mengarah ke kanker masing-masing pasien memungkinkan kustomisasi pengobatan khusus untuk kanker pasien dan pengurangan efek samping.
Sebagai hasil dari strategi pengobatan ini, angka kematian akibat kanker pada manusia telah turun bahkan ketika kanker pada manusia menjadi lebih umum.
