癌遺伝子は促進する遺伝子です 細胞分裂. 正常な細胞は、細胞周期、つまり生体組織での細胞の成長と増殖を調整する制御されたプロセスに従って分裂します。
細胞が分裂した後、それは間期段階に入り、その間に新しい分裂の準備をするか、分裂を停止することができます。
癌遺伝子は 欠陥があるまたは 変異遺伝子 それが必要でないときでさえ、それは細胞分裂を促進します。
プロトオンコジーンと正常細胞
正常細胞では、癌遺伝子前駆体は プロトオンコジーン 細胞の成長を制御しながら サプレッサー遺伝子 成長が必要ないときに細胞が分裂しないようにします。 細胞に応じて、癌原遺伝子は活性化して細胞が分裂するか、スイッチを切って細胞が分裂を停止します。 成長や組織損傷の修復などのプロセスでは、細胞は急速に分裂する必要があり、癌原遺伝子は活性である必要があります。
などのセル 脳細胞 高度に専門化されており、分裂しません。 これらの細胞では、癌原遺伝子は オフ.
癌原遺伝子が損傷したり、そのDNAが誤って複製されたりすることがあります。 そのような突然変異はそれを永久にオンにするかもしれません、あるいはそれが細胞分裂をより集中的に駆動するようにそれを変えるかもしれません。 これらの変化した遺伝子は癌遺伝子になり、特定の条件下では、細胞の暴走を引き起こし、腫瘍や癌を引き起こします。
癌遺伝子の存在に加えて、癌には追加の要因が必要ですが、癌遺伝子は根本的な原因の1つです。
正常な細胞分裂
の中に 細胞周期、正常細胞は有糸分裂中に分裂し、その後、 間期 ステージ。 間期の間、細胞は別の分裂の準備をするか、Gに入る0 それらが分裂を停止する段階。
細胞が分裂する場合、それは別の細胞周期を経て、2つの同一の娘細胞を生成します。 正常な癌原遺伝子は活性であり、細胞分裂を維持します。
この種の細胞分裂は、死んだ細胞を置き換えるため、そして若い生物の成長のために重要です。 例えば、 皮膚細胞 外皮層の細胞を絶えず分裂させ、取り替えています。 赤ちゃんの細胞は急速に分裂し、赤ちゃんが大人に成長することを可能にします。 プロトオンコジーンは、新しい細胞またはより多くの細胞が必要であるという信号に反応し、信号の必要性を満たすために細胞を分裂させ続けます。
癌遺伝子と細胞分裂
細胞が細胞周期を完了すると、3つを通過します コントロールポイント. これらの時点で、セルの状態が評価されます。 すべてが正常に進行している場合、細胞分裂プロセスが続行されます。 DNAが正しくない、2つの新しいセルのセル材料が不十分であるなどの問題がある場合、プロセスは停止します。
癌遺伝子はこれらのコントロールポイントの操作を妨害します。 細胞周期を中断するために、癌原遺伝子が非活性化されるか、抑制遺伝子が引き継ぐ可能性があります。 プロトオンコジーンがオンコジーンに変異した場合、問題があるにもかかわらず分裂を続けるように細胞に指示することがあります。 結果は次のようになります 欠陥細胞の質量.
癌遺伝子、DNA損傷および細胞死
特に重要なコントロールポイントは、細胞が有糸分裂期に分裂し始める前の間期の終わりに来ます。 この時点で、セルはDNAが完全に複製されていること、およびDNA鎖にエラーがないことを確認します。 典型的なエラーは、DNAの破損または誤って複製された遺伝子です。
DNA損傷がある場合は、対応する癌原遺伝子を非活性化し、細胞がその修復を試みるときに分裂プロセスを停止する必要があります。 DNA. 癌遺伝子が存在する場合、それは細胞が停止信号を無視して分裂を続けるのを助けることができます。
新しいセルには 欠陥のあるDNA 正しく機能できなくなります。 場合によっては、細胞の成長が続き、娘細胞が腫瘍を形成します。
コントロールポイントでのチェックで、細胞のDNA損傷が深刻すぎて修復できないことが判明する場合があります。 この場合、セルはと呼ばれるプロセスで消滅することになっています アポトーシス. 癌遺伝子が存在する場合、それらは細胞がアポトーシスをバイパスして分裂を続けるのを助けることができます。 新しい細胞は、欠陥のあるDNAと癌遺伝子を継承し、無制限の細胞増殖で分裂を続けることができます。
癌遺伝子と腫瘍の成長
癌遺伝子が停止信号の存在にもかかわらず細胞の分裂を助けるとき、細胞は非常に速く小さな腫瘍に成長することができます。 このような腫瘍は、独立した血液供給がなく、腫瘍細胞が移動して隣接する組織に侵入することができないため、それ自体は危険ではありません。 転移を引き起こす腫瘍の成長と細胞の移動は、進行するために追加の要因を必要とします。
細胞の成長を調節するのを助けるプロト腫瘍遺伝子に加えて、細胞はまた、細胞の制御されていない分裂と血管の不必要な成長を制限する腫瘍抑制遺伝子を持っています。 組織を成長させるための血液供給の開発は、 血管新生.
プロトオンコジーンと腫瘍抑制因子の両方 遺伝子 血管新生を制御し、無制限の細胞増殖をサポートしないようにします。 プロトオンコジーンがオンコジーンに変異すると、血管新生を促進しながら腫瘍抑制遺伝子の効果を破壊します。 その後、腫瘍はそれ自体の血液供給によって大きくなる可能性があります。
癌遺伝子は、細胞増殖を促進するだけでなく、特定の細胞機能を活性化することもあります。 にとって 転移 起こるためには、細胞は血管を通って新しい場所に移動し、そこで増殖し始めなければなりません。 癌遺伝子は細胞の遊走行動を活性化することができます。
これで、腫瘍は危険になり、独自の血液供給があり、腫瘍細胞が新しい血管を通って移動できるため、癌性増殖を引き起こす可能性があります。
癌遺伝子の例
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TRK： トロポミオシン受容体キナーゼ遺伝子は、神経系の細胞の挙動を調節します。 対応する癌遺伝子が活性化されると、細胞の成長と移動性に影響を及ぼします。 これらの効果は、癌の成長に寄与する可能性があります。
- RAS： RASファミリーのタンパク質は、体全体の細胞の成長、分化、生存を制御する遺伝子を活性化します。 対応する癌遺伝子は、RASタンパク質の活性化を恒久的にオンにし、制御されていない細胞増殖を引き起こします。
- ERK： 細胞外シグナル調節キナーゼは、間期の初めに細胞の有糸分裂と細胞機能を制御するのに役立ちます。 対応する癌遺伝子は、細胞のDNA複製を助け、RAS癌遺伝子と一緒に働くこともあります。
- 私のC： MYC遺伝子ファミリーは、DNAからRNAへの転写を調節するプロトオクトゲンです。 癌遺伝子として活性化されると、それらは細胞増殖を促進する遺伝子を含む多くの遺伝子をオンにし、腫瘍形成に寄与することができます。
癌性腫瘍の形成
変異したプロトオンコジーンからのオンコジーンの形成は、悪性癌性腫瘍の形成における1つの要因にすぎません。 異なる癌遺伝子は、細胞の成長と新しい腫瘍の形成を促進するために協力しなければなりません 血管.
腫瘍抑制遺伝子は、スイッチを切る必要があります。そうしないと、腫瘍の成長を促進する形に変異する可能性があります。 最後に、損傷したDNAを持つ細胞の自然な細胞死またはアポトーシスを克服する必要があります。
これらすべての要因が一緒になると、癌遺伝子は最初に欠陥細胞が小さな腫瘍に成長するのを助けます。 次に、血管新生を通じて血管の形成を促進し、腫瘍をさらに成長させます。 この時点で、がんはまだ限局しており、隣接する組織や血管を介して広がっていません。
悪性癌が発生するために、腫瘍細胞は、対応する癌遺伝子によってそれらの移動機能がオンに切り替えられます。 これで、腫瘍細胞は隣接する組織に移動し、体全体に転移して新しい腫瘍を生成することができます。 その段階で、癌遺伝子は悪性癌の症例を生み出すのを助けました。
人間の癌の発生
ヒトの癌遺伝子は、正常な遺伝子の突然変異を通じて癌を引き起こす可能性があります。 一般的ながんには、肺がん、乳がん、結腸直腸がん、前立腺がんなどがあります。 ヒトの癌細胞は細胞増殖を介して広がりますが、癌治療は腫瘍の成長と転移を抑制しようとします 化学療法 そして 放射線治療.
癌研究は、患者の腫瘍の特定の癌細胞を殺すための個別化された治療に焦点を合わせています。 がん細胞レベルで分子生物学を研究し、 遺伝子発現 個々の患者の癌につながり、患者の癌に固有の治療のカスタマイズと副作用の軽減を可能にします。
これらの治療戦略の結果として、ヒトの癌がより一般的になる一方で、ヒトの癌の死亡率は低下しました。