Oncogene: che cos'è? & In che modo influisce sul ciclo cellulare?

Un oncogene è un gene che promuove divisione cellulare. Le cellule normali si dividono secondo il ciclo cellulare, un processo controllato che coordina la crescita e la moltiplicazione cellulare nei tessuti viventi.

Dopo che una cellula si divide, entra nella fase interfase durante la quale può prepararsi per una nuova divisione o smettere di dividersi.

Gli oncogeni sono difettoso o geni mutati che guidano la divisione cellulare anche quando non è necessaria.

In una cellula normale, precursori dell'oncogene chiamati proto oncogeni controllare la crescita cellulare mentre geni soppressori impedire alle cellule di dividersi quando la crescita non è necessaria. A seconda della cellula, i proto oncogeni sono attivi e la cellula si divide, oppure si spengono e la cellula smette di dividersi. Per processi come la crescita o la riparazione del danno tissutale, le cellule devono dividersi rapidamente e i proto-oncogeni devono essere attivi.

Cellule come cellule cerebrali sono altamente specializzati e non dividono. In queste cellule i proto oncogeni sono spento.

A volte un protooncogene viene danneggiato o il suo DNA viene replicato in modo errato. Tali mutazioni possono attivarlo permanentemente o modificarlo in modo che guidi la divisione cellulare in modo più intenso. Questi geni modificati diventano oncogeni e, in determinate condizioni, aiutano a causare una crescita cellulare incontrollata, con conseguente tumori e cancro.

Oltre alla presenza di oncogeni, sono necessari ulteriori fattori per il cancro, ma gli oncogeni sono una delle cause alla radice.

Nel ciclo cellulare, le cellule normali si dividono durante la mitosi e poi passano nel interfase palcoscenico. Durante l'interfase, le cellule si preparano per un'altra divisione o entrano nel G₀ fase in cui smettono di dividersi.

Se la cellula deve dividersi, passa attraverso un altro ciclo cellulare e produce due cellule figlie identiche. I normali proto oncogeni sono attivi e mantengono la cellula in divisione.

Questo tipo di divisione cellulare è importante per sostituire le cellule morte e per la crescita di organismi giovani. Per esempio, cellule della pelle dividono e sostituiscono costantemente le cellule negli strati esterni della pelle. Le cellule dei bambini si dividono rapidamente e consentono al bambino di crescere fino a diventare un adulto. I proto oncogeni reagiscono ai segnali che dicono che sono necessarie nuove cellule o più cellule e mantengono le cellule in divisione per soddisfare il bisogno segnalato.

Quando la cellula completa un ciclo cellulare, passa attraverso tre punti di controllo. A questi punti, viene valutata la condizione della cella. Se tutto procede normalmente, il processo di divisione cellulare continua. Se c'è un problema, come DNA errato o materiale cellulare insufficiente per due nuove cellule, il processo si interrompe.

Gli oncogeni interrompono il funzionamento di questi punti di controllo. Per interrompere il ciclo cellulare, i proto-oncogeni possono essere disattivati ​​o un gene soppressore può subentrare. Se un protooncogene è mutato in un oncogene, può dire alla cellula di continuare a dividersi nonostante i problemi. Il risultato può essere un massa di cellule difettose.

Un punto di controllo particolarmente importante arriva alla fine dell'interfase prima che la cellula inizi a dividersi nella fase di mitosi. A questo punto, la cellula controlla per assicurarsi che il DNA sia stato completamente duplicato e che non ci siano errori nei filamenti di DNA. Errori tipici sono rotture nel DNA o geni replicati in modo errato.

Se c'è un danno al DNA, i corrispondenti protooncogeni dovrebbero essere disattivati ​​e la cellula dovrebbe fermare il processo di divisione mentre cerca di riparare DNA. Se è presente un oncogene, può aiutare la cellula a ignorare i segnali di arresto e continuare a dividersi.

Le nuove cellule avranno DNA difettoso e non sarà in grado di funzionare correttamente. In alcuni casi la crescita cellulare continuerà e le cellule figlie formeranno un tumore.

A volte i controlli al punto di controllo rilevano che il danno al DNA cellulare è troppo grave per essere riparato. In questo caso si suppone che la cellula muoia in un processo chiamato apoptosi. Quando gli oncogeni sono presenti, possono aiutare la cellula a bypassare l'apoptosi e continuare a dividersi. Le nuove cellule ereditano il DNA difettoso così come gli oncogeni e possono continuare a dividersi in una crescita cellulare illimitata.

Quando gli oncogeni aiutano le cellule a dividersi nonostante la presenza di segnali di arresto, le cellule possono crescere molto rapidamente in un piccolo tumore. Tali tumori non sono pericolosi da soli perché non hanno un apporto di sangue indipendente e le cellule tumorali non possono migrare e invadere i tessuti vicini. La crescita del tumore e la migrazione cellulare che causano metastasi richiedono ulteriori fattori per procedere.

Oltre ai protooncogeni che aiutano a regolare la crescita cellulare, le cellule hanno anche geni oncosoppressori che limitano la divisione incontrollata delle cellule e la crescita non necessaria dei vasi sanguigni. Viene chiamato lo sviluppo di un apporto di sangue per la crescita dei tessuti angiogenesi.

Sia proto oncogeni che oncosoppressori geni controllare l'angiogenesi e assicurarsi che non supporti la crescita cellulare illimitata. Quando i proto oncogeni mutano in oncogeni, interrompono gli effetti dei geni oncosoppressori mentre promuovono l'angiogenesi. Il tumore può quindi ingrandirsi con il proprio apporto di sangue.

A volte gli oncogeni non solo promuovono la crescita cellulare, ma attivano anche determinate funzioni cellulari. Per metastasi per aver luogo, le cellule devono migrare attraverso i vasi sanguigni verso nuovi siti e iniziare a moltiplicarsi lì. Gli oncogeni possono attivare il comportamento migratorio delle cellule.

Ora il tumore può diventare pericoloso e può produrre una crescita cancerosa perché ha il proprio apporto di sangue e le cellule tumorali possono migrare attraverso i nuovi vasi sanguigni.

• TRK: Il gene della chinasi del recettore della tropomiosina regola il comportamento cellulare nel sistema nervoso. Quando l'oncogene corrispondente viene attivato, influisce sulla crescita e sulla mobilità delle cellule. Questi effetti possono contribuire alla crescita del cancro.
  
• RAS: La famiglia di proteine ​​RAS attiva i geni che controllano la crescita, la differenziazione e la sopravvivenza delle cellule in tutto il corpo. Gli oncogeni corrispondenti attivano permanentemente l'attivazione della proteina RAS, portando a una crescita cellulare incontrollata.
• ERK: Le chinasi regolate dal segnale extracellulare aiutano a controllare la mitosi cellulare e le funzioni cellulari all'inizio dell'interfase. Gli oncogeni corrispondenti aiutano le cellule con la replicazione del DNA e talvolta lavorano insieme agli oncogeni RAS.
• IL MIO C: La famiglia di geni MYC sono proto ottageni che regolano la trascrizione da DNA a RNA. Quando attivati ​​come oncogeni, attivano molti geni, compresi quelli che promuovono la crescita cellulare, e possono contribuire alla formazione del tumore.

La formazione di oncogeni da protooncogeni mutati è solo uno dei fattori nella formazione di tumori maligni. Oncogeni diversi devono lavorare insieme per promuovere la crescita cellulare e la formazione di nuovi tumori vasi sanguigni.

I geni oncosoppressori devono essere disattivati ​​o possono essi stessi mutare in una forma in cui promuovono la crescita dei tumori. Infine, deve essere superata la morte cellulare naturale o l'apoptosi delle cellule con DNA danneggiato.

Quando tutti questi fattori si uniscono, gli oncogeni aiutano prima le cellule difettose a crescere in piccoli tumori. Quindi promuovono la formazione di vasi sanguigni attraverso l'angiogenesi e consentono al tumore di crescere ulteriormente. A questo punto il cancro è ancora localizzato e non si è diffuso ai tessuti vicini o attraverso i vasi sanguigni.

Affinché il cancro maligno si sviluppi, le cellule tumorali hanno la loro funzione di migrazione attivata dai corrispondenti oncogeni. Ora le cellule tumorali possono migrare nei tessuti adiacenti e metastatizzare in tutto il corpo per produrre nuovi tumori. In quella fase, gli oncogeni hanno contribuito a produrre un caso di cancro maligno.

Gli oncogeni umani possono causare il cancro attraverso la mutazione di geni normali. I tumori più comuni includono il cancro ai polmoni, il cancro al seno, il cancro del colon-retto e il cancro della ghiandola prostatica. Le cellule tumorali umane si diffondono attraverso la proliferazione cellulare mentre la terapia del cancro cerca di contenere la crescita del tumore e la metastasi attraverso chemioterapia e radioterapia.

La ricerca sul cancro è focalizzata sulla personalizzazione del trattamento per uccidere le particolari cellule cancerose del tumore del paziente. Studiare la biologia molecolare a livello delle cellule cancerose e osservare come espressione genica porta al cancro di ogni singolo paziente consente la personalizzazione del trattamento specifico per il cancro del paziente e la riduzione degli effetti collaterali.

Come risultato di queste strategie di trattamento, i tassi di mortalità per cancro umano sono diminuiti anche mentre i tumori umani diventano più comuni.