אונקוגן: מה זה? & איך זה משפיע על מחזור התא?

אונקוגן הוא גן המקדם חלוקת תא. תאים נורמליים מתחלקים על פי מחזור התא, תהליך מבוקר המתאם את צמיחת התאים ואת הכפל ברקמה חיה.

לאחר שתא מתחלק, הוא נכנס לשלב הבין-פאזי במהלכו הוא יכול להתכונן לחלוקה חדשה או להפסיק את החלוקה.

אונקוגנים הם פגום או גנים מוטציה שמניעים את חלוקת התאים גם כאשר אין צורך.

בתא רגיל נקראו מבשרי אונקוגן פרוטו אונקוגנים לשלוט בצמיחת תאים תוך כדי גנים מדכאים למנוע מהתאים להתחלק כאשר אין צורך בצמיחה. תלוי בתא, פרוטוקו אונקוגנים פעילים והתא מתחלק או כבוי והתא מפסיק להתחלק. בתהליכים כגון צמיחה או תיקון נזק לרקמות, התאים צריכים להתחלק במהירות, והפרוטו אונקוגנים צריכים להיות פעילים.

תאים כגון תאי מוח הם מאוד מתמחים ולא מתחלקים. בתאים אלו הפרוטו אונקוגנים הם כבוי.

לפעמים פרוטו אונקוגן ניזוק או שה- DNA שלו משוכפל בצורה לא נכונה. מוטציות כאלה עשויות להפעיל אותו לצמיתות או לשנות אותן כך שתניע את חלוקת התאים בצורה אינטנסיבית יותר. גנים משתנים אלה הופכים לאונקוגנים, ובתנאים מסוימים הם מסייעים בגדילת תאים בורחים, וכתוצאה מכך גידולים וסרטן.

בנוסף לנוכחות אונקוגנים, גורמים נוספים נחוצים לסרטן, אך אונקוגנים הם אחד הגורמים לשורש.

בתוך ה מחזור תאים, תאים נורמליים מתחלקים במהלך המיטוזה ואז עוברים ל שלב שלב. במהלך שלב, התאים מתכוננים לחלוקה אחרת או נכנסים ל- G.₀ שלב בו הם מפסיקים להתחלק.

אם התא אמור להתחלק, הוא עובר מחזור תאים אחר ומייצר שני תאי בת זהים. פרוטוקו אונקוגנים רגילים פעילים ושומרים על חלוקת התא.

סוג זה של חלוקת תאים חשוב להחלפת תאים שמתו ולצמיחתם של אורגניזמים צעירים. לדוגמה, תאי עור מתחלקים כל הזמן ומחליפים את התאים בשכבות העור החיצוניות. תאי התינוקות מתחלקים במהירות ומאפשרים לתינוק לצמוח למבוגר. פרוטו אונקוגנים מגיבים לאותות שאומרים כי יש צורך בתאים חדשים או בתאים רבים יותר, והם שומרים על חלוקת התאים כדי לענות על הצורך המסומן.

כאשר התא משלים מחזור תאים, הוא עובר דרך שלושה נקודות בקרה. בנקודות אלה מעריכים את מצב התא. אם הכל מתנהל כרגיל, תהליך חלוקת התאים ממשיך. אם יש בעיה, כגון DNA שגוי או חומר תאים לא מספיק לשני תאים חדשים, התהליך נעצר.

אונקוגנים משבשים את פעולתם של נקודות בקרה אלה. כדי להפריע למחזור התאים, פרוטו אונקוגנים עשויים להיפסק או גן מדכא עלול להשתלט עליו. אם פרוטו אונקוגן השתנה לאונקוגן, הוא עשוי לומר לתא להמשיך ולהתחלק למרות הבעיות. התוצאה יכולה להיות א מסת תאים פגומים.

נקודת בקרה חשובה במיוחד מגיעה בסוף אינטראפאזה לפני שהתא מתחיל להתחלק בשלב המיטוזה. בשלב זה, התא בודק לוודא שה- DNA שוכפל לחלוטין ושאין שגיאות בגדילי ה- DNA. שגיאות אופייניות הן הפסקות ב- DNA או גנים משוכפלים באופן שגוי.

אם יש נזק ל- DNA, יש לבטל את ההפעלה של פרוטו אונקוגנים המתאימים והתא צריך לעצור את תהליך החלוקה כאשר הוא מנסה לתקן את DNA. אם קיים אונקוגן, זה יכול לעזור לתא להתעלם מאותות העצירה ולהמשיך להתחלק.

לתאים החדשים יהיה דנ"א פגום ולא יוכל לתפקד כראוי. במקרים מסוימים צמיחת התאים תימשך, ותאי הבת יהוו גידול.

לפעמים הבדיקות בנקודת הבקרה מגלות שנזק ל- DNA בתאים קשה מכדי לתקן. במקרה זה התא אמור למות בתהליך שנקרא אפופטוזיס. כאשר ישנם אונקוגנים, הם יכולים לעזור לתאים לעקוף את האפופטוזיס ולהמשיך להתחלק. התאים החדשים יורשים את ה- DNA הפגום כמו גם את האונקוגנים ויכולים להמשיך להתחלק בצמיחת תאים בלתי מוגבלת.

כאשר אונקוגנים עוזרים לתאים להתחלק למרות קיומם של אותות עצירה, התאים יכולים לצמוח לגידול קטן במהירות רבה. גידולים כאלה אינם מסוכנים מעצמם מכיוון שאין להם אספקת דם עצמאית, ותאי גידול אינם יכולים לנדוד ולפלוש לרקמות שכנות. גידול גידול ונדידת תאים הגורמים לגרורות דורשים גורמים נוספים כדי להמשיך.

בנוסף לאונקוגנים פרוטו המסייעים בוויסות גדילת תאים, יש לתאים גם גנים מדכאי גידולים המגבילים את חלוקת התאים הבלתי נשלטת ואת הצמיחה המיותרת של כלי הדם. פיתוח אספקת דם לגידול רקמות נקרא אנגיוגנזה.

גם פרוטו אונקוגנים וגם מדכא גידולים גנים לשלוט על אנגיוגנזה ולוודא שהיא אינה תומכת בצמיחת תאים בלתי מוגבלת. כאשר פרוטוקו אונקוגנים משתנים לאונקוגנים, הם משבשים את השפעות הגנים המדכאים את הגידול בזמן שהם מקדמים אנגיוגנזה. הגידול יכול לגדול עם אספקת הדם שלו.

לפעמים אונקוגנים לא רק מקדמים את צמיחת התאים אלא גם מפעילים פונקציות מסוימות של תאים. ל גרורות כדי להתקיים, התאים צריכים לעבור דרך כלי הדם לאתרים חדשים ולהתחיל להתרבות שם. אונקוגנים יכולים להפעיל התנהגות נדידת תאים.

כעת הגידול יכול להיות מסוכן ועלול לייצר גידול סרטני מכיוון שיש לו אספקת דם משלו, ותאי הגידול יכולים לנדוד דרך כלי הדם החדשים.

• TRK: הגן הקינאז של קולטן הטרופומיוזין מווסת את התנהגות התאים במערכת העצבים. כאשר האונקוגן המתאים מופעל, הוא משפיע על צמיחת תאים וניידות. תופעות אלו יכולות לתרום לצמיחת סרטן.
  
• RAS: משפחת החלבונים RAS מפעילה גנים השולטים בצמיחת תאים, בידול והישרדות בכל הגוף. האונקוגנים המתאימים מפעילים את הפעלת החלבון RAS באופן קבוע, מה שמוביל לצמיחת תאים בלתי מבוקרת.
• ERK: קינאזות המווסתות את האות החוץ-תאי עוזרות לשלוט במיטוזה של תאים ובתפקודי תאים בתחילת הבין-שלב. האונקוגנים המתאימים מסייעים לתאים בשכפול DNA ולעיתים עובדים יחד עם אונקוגנים של RAS.
• MYC: משפחת הגן MYC הם אוקטוגנים פרוטו המווסתים את תעתיק ה- DNA ל- RNA. כאשר הם מופעלים כאונקוגנים, הם מפעילים גנים רבים כולל אלה המקדמים את צמיחת התאים, והם יכולים לתרום להיווצרות גידול.

היווצרות אונקוגנים ממוטו פרוטו אונקוגנים היא רק גורם אחד להיווצרות גידולים סרטניים ממאירים. אונקוגנים שונים צריכים לעבוד יחד כדי לקדם את צמיחת התאים ואת היווצרות הגידול החדש כלי דם.

יש לכבות את גני מדכאי הגידול או שהם עצמם עשויים להשתנות לצורה שבה הם מקדמים את צמיחת הגידולים. לבסוף, יש להתגבר על מוות תאי טבעי או אפופטוזיס של תאים עם DNA פגום.

כאשר כל הגורמים הללו מתאחדים, אונקוגנים מסייעים תחילה לתאים פגומים לגדול לגידולים קטנים. לאחר מכן הם מקדמים את יצירת כלי הדם באמצעות אנגיוגנזה ומאפשרים לגידול לצמוח הלאה. בשלב זה הסרטן עדיין מקומי ולא התפשט לרקמות שכנות או דרך כלי הדם.

כדי להתפתח סרטן ממאיר, תאי הגידול מפעילים את תפקוד הנדידה שלהם על ידי האונקוגנים המתאימים. כעת תאי גידול יכולים לנדוד לרקמות סמוכות ולהפוך גרורות בכל הגוף כדי לייצר גידולים חדשים. בשלב זה האונקוגנים עזרו לייצר מקרה של סרטן ממאיר.

אונקוגנים אנושיים עלולים לגרום לסרטן באמצעות מוטציה של גנים נורמליים. סוגי סרטן שכיחים כוללים סרטן ריאות, סרטן השד, סרטן המעי הגס וסרטן בלוטת הערמונית. תאים סרטניים אנושיים מתפשטים באמצעות התפשטות תאים בזמן שטיפול בסרטן מנסה להכיל גידול בגידול וגרורות כימותרפיה ו טיפול בקרינה.

מחקר הסרטן מתמקד בהתאמה אישית של טיפול להרוג תאי סרטן מסוימים בגידול המטופל. לימוד הביולוגיה המולקולרית ברמת התאים הסרטניים ובודק כיצד ביטוי גנים מוביל לסרטן של כל אחד מהחולים המאפשר התאמה אישית של הטיפול הספציפי לסרטן המטופל והפחתת תופעות הלוואי.

כתוצאה מאסטרטגיות טיפול אלה, שיעורי התמותה מסרטן בבני אדם ירדו גם בזמן שסרטן האדם נפוץ יותר.